山羊CSN2基因内含子7靶向的CRISPR-Cas9系统高效切割位点筛选

【目的】使用CRISPR-Cas9系统在山羊CSN2基因座内含子7上筛选出高效的切割位点.【方法】根据"20N+NGG"原则在CSN2内含子7序列中设计了5个sgRNA靶向位点.分别连接具有sgRNA到和Cas9表达框的PX330-P2A-eGFP载体上,通过脂质体转染到实验室保存山羊胎儿成纤维细胞系中,PCR扩增转染阳性的细胞基因组CSN2内含子7序列,连接到Pmd19-T载体中,测序比较不同的sgRNA介导切割产生的突变.【结果】使用5个sgRNA均可以在山羊CSN2基因内含子7上造成有效切割,产生碱基删除或者插入突变.实验设计的5个sgRNA介导的CRISPR-Cas9系统效率均在30.7%以上,效率最高的2号位点(sgRNA2)介导的切割效率达到了61.5%.【结论】研究确定了CRISPR-Cas9系统在山羊CSN2基因内含子7内进行高效切割的sgRNA,为之后在该基因位点进行高效的非同源介导基因敲入奠定了基础.

CSN3、CSN1S2和β-1g基因多态与西农萨能奶山羊产羔数的相关性研究

首次利用PCR-RFLP技术探讨κ酪蛋白(CSN3)、αs2酪蛋白(CSN1S2)和β-乳球蛋白(β-lg)基因多态与69只西农萨能奶山羊产羔数的相关性。结果表明:CSN3-TaqI位点与产羔数之间存在显著相关(P<0.05或P<0.01),如TC基因型个体第1胎产羔数高于CC型(P<0.01),CC基因型个体第2胎产羔数高于CC型(P<0.05);CSN3-HindIII位点与产羔数之间不存在关联(P>0.05);CSN1S2-Alw26I位点与产羔数间存在显著的相关性(P<0.05或P<0.01),如NF基因型个体第1胎产羔高于NN型(P<0.05),NN基因型个体第4胎产羔数高于NF型(P<0.01);β-lg-smaI位点与产羔数间不存在显著相关(P>0.05)。结果提示CSN3和CSN1S2基因对奶山羊产羔数有显著影响,从而推测酪蛋白基因可能与FecB基因连锁。因此,认为CSN3-TaqI和CSN1S2-Alw26I位点可作为奶山羊高产羔数标记辅助选择(MAS)的有效分子标记。

5个山羊品种CSN1S2基因的Alw26Ⅰ酶切多态性分析

利用PCR RFLP技术对西农萨能奶山羊、关中奶山羊、陕南白山羊、安哥拉山羊和波尔山羊5个品种的170个个体的αs2酪蛋白(CSN1S2)基因进行多态性分析,结果表明:扩增大小为310bp的片段经限制性内切酶Alw26Ⅰ酶切后表现多态,且5个山羊品种该基因座位均处于Hardy Weinberg平衡状态。西农萨能奶山羊、关中奶山羊、陕南白山羊、安哥拉山羊和波尔山羊的基因杂合度/有效等位基因数/Shaanon信息熵/PIC值分别为0.1589/1.1889/0.2955/0.1463,0.4114/1.6981/0.6017/0.5171,0.1653/1.1980/0.3046/0.1516,0.0646/1.0691/0.1463/0.0625,0.0541/1.0572/0.1270/0.0526。分析结果显示,关中奶山羊的遗传多样性最丰富,表现为高度多态;其次是西农萨能奶山羊和陕南白山羊,而安哥拉山羊和波尔山羊的遗传变异程度最低。

三个不同品种马CSN1S2基因多态性检测及群体遗传结构分析

【目的】研究新吉尔吉斯马、俄罗斯速步马和伊犁马αs2-酪蛋白(CSN1S2)基因P1和P2基因座的多态性,为乳用马新类型的培育工作提供前期基础。【方法】采用DNA测序和PCR-SSCP技术,研究50匹伊犁马、56匹新吉尔吉斯马和32匹俄罗斯速步马CSN1S2基因P1和P2基因座的遗传结构。【结果】CSN1S2-P1基因座在三个马品种中均有多态性,在第1 082碱基处发生了碱基突变T>C,该突变为同义突变,产生两种基因型:AA和AB。CSN1S2-P2基因座不存在多态性。经卡方检验分析,基因型和等位基因分布在三个品种马群体之间差异显著(P<0.05)。【结论】CSN1S2-P1基因座的基因型频率和等位基因频率分布在三个马品种中差异显著,可能是品种间产奶性能的差异造成的,这表明CSN1S2基因可能对马泌乳性能具有重要影响作用。

利用Red重组系统封牛酪蛋白基因同不同畏度的同隔序列及αs1-酪蛋白基因CDS叵的敲除

借助Red重组系统通過修復（GAp-repair）方式順利從BAC克隆RP42-254I13獲得包括αs1-、β-酪蛋白基因以及兩個基因之間的19.6kb序列在內的82kb的DNA序列（pBACLinksp-AD,在其它實驗中已已經成功獲得此重組質粒，見圖1），本試驗以這個82kb的重組質粒爲基礎，利用Red重組系統成功逐段敲除兩個牛酪蛋白基因之間的不同長度（19kb，14.5kb,10kb,5kb）的間隔序列以及αs1-酪蛋白基因的CDS區，獲得了缺失不同大小片斷的基因序列，以及缺失CDS區的αs1-酪蛋白基因，爲研究αs1-和β-酪蛋白巨大損失基因3^端側翼序列（19.6kb間隔序列在牛酪蛋白基因座控制區的定們奠定了技術基礎，並爲隨後插入外源基因，研究其表達功能，進行乳腺生物器的研究提供了方法。

山羊β-酪蛋白基因调控区的克隆及启动子活性的检测

为了克隆山羊β-酪蛋白基因的调控区并检测5′调控区的启动子活性,利用Long PCR技术对西农莎能奶山羊β-酪蛋白基因(CSN2)5′和3′调控区进行了克隆(5′调控区分两段进行克隆,3′调控区进行直接克隆)、测序,将克隆的5′调控区的两个片段通过共有的单一性酶切位点HindⅢ融合成一个长为6.7 kb的片段,用其替代表达载体pEGFP-C1上原来的启动子CMV,指导报告基因绿色荧光蛋白(GFP)在山羊乳腺上皮细胞中的瞬时表达。结果表明,克隆的GC 3.3、GC 4.3、GC 6.6 3个片段与GenBank中登录的山羊CSN2基因相应序列相比,同源性均为99%,其包含了TATA box、GC island、CAAT box、SAR、AP1、Oct-1、Sm、Glyco、Pu-1、CAC等复合元件和转录翻译调节因子的作用位点,并且5′调控区可以有效指导报告基因的表达,从而初步验证了所克隆的山羊CSN2基因5′调控区的有效性,表明克隆的调控区可用于乳腺生物反应器的研究。

基于CRISPR/Cas9系统构建重组人丁酰胆碱酯酶定向整合的山羊胎儿成纤维细胞株

目的 利用CRISPR/Cas9介导的同源定向修复机制构建重组人丁酰胆碱酯酶(rhBChE)基因敲入山羊胎儿成纤维细胞株(GFF),为后续制备表达rhBChE的山羊提供细胞株。方法 针对山羊β-酪蛋白(CSN2)基因设计并筛选有效sgRNA靶点,通过电转染、流式分选和PCR产物测序,在山羊乳腺上皮细胞(GMEC)中确认CSN2基因有效sgRNA;构建靶向有效靶点的红色荧光报告基因同源修复载体(P2A-mCherry),利用流式细胞术检测该靶点的定向整合及表达效率;构建靶向山羊胎儿成纤维细胞CSN2基因有效靶点的rhBChE同源修复载体(P2A-rhBChE),通过电转染和流式分选rhBChE阳性细胞克隆,经PCR产物测序鉴定rhBChE定向整合的阳性细胞株。结果 确定sgRNA4为山羊CSN2基因的有效靶点,该靶点可用于目的基因的定向整合;成功构建3株rhBChE定向整合的阳性细胞株。结论 靶向山羊CSN2基因的rhBChE阳性细胞株可为应用体细胞克隆技术制备乳腺表达rhBChE的山羊奠定基础。