内蒙古绒山羊Homeoboxc9基因在皮肤毛囊中的表达

试验通过原位杂交检测Homeoboxc9(Hoxc9)基因在皮肤毛囊中的表达情况,结果显示Hoxc9在胚胎期75d的上皮细胞中表达,伴随着毛囊的生长发育,Hoxc9基因分别在初级毛囊的毛母质、毛乳头、内根鞘、外根鞘和毛干几个部位表达;在次级毛囊的内根鞘和绒干表达。在这个过程中毛囊角质化细胞大量增殖,表明在毛囊发育中Hoxc9基因对于角质化细胞的增殖可能起一定作用。

木薯MeMLO12基因克隆及其CRISPR-Cas9表达载体的构建

MLO基因是植物中特有的一类抗病性负调控因子,该基因突变导致植物产生广谱抗病性。本研究从木薯全基因组中克隆获得木薯MLO12基因的DNA和cDNA序列,并将其命名为MeMLO12。该基因全长3743 nt、编码区(ORF)全长1728 nt,具有一个完整的开放阅读框,含有15个外显子和14个内含子,编码586个氨基酸,蛋白的分子质量为67.2 kDa,等电点为8.85。该基因编码的蛋白定位在内质网膜上,无信号肽,在23~45、74~96、161~183、285~307、312~334、371~393、413~435 aa处形成7次跨膜结构域。qRT-PCR定量分析发现,受木薯黄单胞病菌侵染后,MeMLO12基因在木薯抗、感品种中的表达量存在明显的差异,参与木薯与黄单胞菌之间的互作,表现出负调控作用。选择该基因第11个外显子进行Snap Gene Viewer分析,获得了10 455条sgRNA的种子序列,从中选取3条靶序列约23 nt,碱基组成上3'末端含G结尾,将其构建到CRISPR-Cas9载体上,经验证,确认MeMLO12的3条靶序列已经成功构建到基因编辑载体上,将其命名为pSGR-Cas9-AT-MeMLO12载体。

利用CRISPR/Cas9系统创制水稻品种GW2基因的突变体

培育具有育种价值的GW2基因编辑的水稻优异新品种在水稻育种中具有重要意义,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,以生产上广泛推广应用的13份水稻品种为材料,对粒质量基因(GW2)进行定向性状改良,通过农杆菌转化创制出一批无T-DNA元件的水稻非转基因GW2突变纯合株系。结果表明:13份T0代水稻转基因中,有28.0%~59.1%植株的GW2基因发生了突变,纯合突变株数量占总突变株数量的35.0%,双等位突变株数量占总突变株数量的14.2%,杂合突变株数量占总突变株数量的50.8%。此外,不同水稻品种发生的突变类型也略有不同。对13份T2代非转基因水稻GW2突变纯合株进行千粒质量性状的考种分析。与对应的野生型亲本品种相比,纯合突变水稻植株的千粒质量显著提高10.81%~58.22%。本研究结果极大地丰富了GW2的突变类型,为不同水稻品种的高产稳产创造了重要的种质资源,同时也为利用基因编辑提高水稻产量提供了有价值的育种信息。

miR-126过表达和ADAM9基因沉默对胃癌SGC-7901细胞生物学行为的影响及其机制

目的:探讨微小RNA-126(miR-126)过表达和解整联蛋白金属蛋白酶9(ADAM9)基因沉默对胃癌细胞生物学行为的影响,并阐明其作用机制。方法:体外培养人胃低分化腺癌SGC-7901细胞和人正常胃黏膜上皮NGEC细胞,提取细胞中总RNA,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测2种细胞中miR-126和ADAM9 mRNA表达水平。将处于对数生长期的SGC-7901细胞分为miR-126过表达组(miR-126-OE组)和ADAM9基因沉默组(ADAM9 siRNA组),以LipofectamineTM 2000为载体分别转染miR-126模拟物(miR-126 mimics)和敲低ADAM9的RNA寡核苷酸,并设置相应的阴性对照组。采用噻唑蓝(MTT)法检测各组细胞增殖活性,细胞划痕实验检测各组细胞迁移率,Transwell小室实验检测各组细胞的迁移细胞数和侵袭细胞数,Western blotting法检测各组细胞中E-钙黏蛋白、N-钙黏蛋白和波形蛋白表达水平。TargerScan网站预测miR-126的靶基因并通过双荧光素酶报告基因实验验证miR-126和ADAM9的靶向调控关系,采用RT-qPCR法和Western blotting法检测转染miR-126 mimics后SGC-7901细胞中ADAM9 mRNA和蛋白表达水平。结果:RT-qPCR法检测,与人正常胃黏膜上皮NGEC细胞比较,胃癌SGC-7901细胞中miR-126表达水平明显降低(P<0.05),而ADAM9mRNA表达水平明显升高(P<0.05)。MTT法检测,SGC-7901细胞过表达miR-126或沉默ADAM9基因48和72 h后,与相应阴性对照组比较,miR-126 OE组和ADAM9 siRNA组细胞增殖活性均明显降低(P<0.05或P<0.01)。细胞划痕实验检测,与相应阴性对照组比较,48 h后miR-126 OE组和ADAM9 siRNA组细胞迁移率明显降低(P<0.05)。Transwell小室实验检测,与相应阴性对照组比较,miR-126 OE组和ADAM9 siRNA组迁移细胞数和侵袭细胞数明显减少(P<0.05或P<0.01)。Western blotting法检测,与相应阴性对照组比较,miR-126-OE组和ADAM9 siRNA组细胞中E-钙黏蛋白表达水平明显升高(P<0.05或P<0.01),而N-钙黏蛋白和波形蛋白表达水平明显降低(P<0.05或P<0.01)。靶基因预测,ADAM9的3´-UTR含有与miR-126-3p互补的核苷酸序列。双荧光素酶报告基因实验,ADAM9是miR-126靶向负调控的下游基因。SGC-7901细胞转染miR-126 mimics 48 h后,与mimics NC组比较,miR-126 OE组细胞中ADAM9 mRNA和蛋白表达水平均明显降低(P<0.05或P<0.01)。结论:胃癌SGC-7901细胞中miR-126低表达而ADAM9基因高表达。miR-126过表达可抑制胃癌SGC-7901细胞增殖活性、迁移和侵袭能力,其机制可能与miR-126靶向负调控ADAM9并抑制胃癌细胞的上皮-间质转化(EMT)进程有关。

外周血Septin9基因甲基化检测在结直肠腺瘤中的预测价值

目的探讨外周血Septin9基因甲基化(mSEPT9)检测在结直肠腺瘤诊断中的预测意义。方法收集2020年10月至2022年5月在昆明市第一人民医院病理科诊断为结直肠腺瘤的31名患者作为实验组,21例肠镜阴性受试者(消化科门诊患者)作为对照组。对2组人员进行外周血mSEPT9检测,并收集其相应外周血CEA检测结果,对检测结果采用受试者特征曲线进行统计分析。结果mSEPT9检测对腺瘤的曲线下预测面积(AREA of the ROC:AUC)为0.7205(P<0.05),分界值(CT值)为39.55,此时对应的敏感度为90.91%,特异度为56.67%;CEA检测对腺瘤的AUC为0.5333(P>0.05)。结论外周血mSEPT9检测筛查结直肠腺瘤效果优于外周血CEA肿瘤标记物,具有较好的敏感度及特异度,一定程度上对mSEPT9筛查阳性人群再行侵入性肠镜检查,更易为该类人群接受且可早期筛查结直肠腺瘤。

利用CRISPR/Cas9技术编辑OsOFP30基因创制水稻粒型突变体

【目的】研究水稻OFP家族转录因子OsOFP30对粒型的影响,创制新的粒型突变材料,为水稻粒型改良提供参考。【方法】以粳稻品种中花11为受体材料,利用CRISPR/Cas9技术对OsOFP30基因进行定向编辑;通过T_(0)、T_(1)和T_(2)代连续筛选,获得3类无外源片段插入的纯合突变体(长片段删除突变OsOFP30^(-89)、单碱基插入突变OsOFP30^(+1G)和OsOFP30^(+1A));分析粒型变异,进行生物信息学和测序分析,初步确定粒型变异原因。【结果】与野生型相比,3类突变体的粒宽和千粒重都显著降低,OsOFP30^(-89)和OsOFP30^(+1G)仅粒长和粒厚显著降低,穗型指标与野生型无明显差异,OsOFP30^(+1A)的粒长和粒厚与野生型无明显差异,仅一次枝梗数显著低于野生型;生物信息学分析表明,这3类突变体均由移码突变导致的翻译提前终止所产生,OsOFP30^(-89)突变蛋白长度为252个氨基酸,OsOFP30^(+1G)和OsOFP30^(+1A)突变蛋白长度均为282个氨基酸,两者仅第323位的核酸序列存在G和A的单碱基差异,导致突变蛋白第108位产生丝氨酸和天冬酰胺的差别。【结论】初步判断OsOFP30基因可调控水稻粒型变异。本研究创制了新的粒型突变材料,可为水稻粒型改良育种提供参考。

H9N2 AIV灭活疫苗免疫SPF鸡攻毒后肺组织免疫相关基因表达变化研究

[目的]本试验旨在探究H9N2亚型禽流感病毒攻击对H9灭活疫苗免疫SPF鸡呼吸系统的影响。[方法]选用36只3周龄SPF鸡,随机分为对照组(Con)、攻毒组(Flu)、免疫后攻毒组(Vac+Flu)。以每只0.4 mL剂量免疫接种H9灭活疫苗,3周后以10~6 EID_(50)的病毒量进行攻毒,采集拭子、血清、气管、肺组织等样品,通过血凝抑制(HI)试验、RT-PCR、荧光定量PCR(qPCR)等方法检测血清中HI抗体滴度、肺脏流感病毒M基因拷贝数以及免疫相关基因CD4、CD8、GATA3、T-bet、IL-4、IL-13、TNF-α、IFN-γ、Perforin、Granzyme、FasL、Fas等的表达量;并利用HE染色、免疫组织化学的方法观察气管、肺脏的病理变化及病毒特异性抗原NP蛋白的分布特征。[结果]HI试验结果显示,SPF鸡疫苗免疫后可产生较高的H9N2 AIV抗体效价。免疫保护试验和RT-PCR结果显示,SPF鸡疫苗免疫后攻毒仍能检测到机体排毒和流感病毒M基因在肺脏组织中的表达。HE染色和免疫组化结果显示,接种H9N2 AIV灭活疫苗后能够明显减轻SPF鸡气管和肺脏的病理损伤,降低气管、肺脏中的病毒载量。荧光定量PCR结果显示,接种H9N2 AIV灭活疫苗后能够提高SPF鸡肺脏中Th1、Th2细胞因子分泌水平,促进穿孔素/颗粒酶途径相关基因表达进而增强肺脏中细胞毒性反应。[结论]H9N2疫苗免疫鸡感染H9病毒后虽然仍存在排毒现象,但其抗病毒免疫系统活跃、其主要器官病毒载量降低,建议按照流感疫苗免疫程序进行免疫接种,提高对流感的防控水平。

华法林相关基因CYP2C9、VKORC1、CYP4F2的多态性分布

目的研究CYP2C9、VKORC1、CYP4F2基因多态性在陕西省宝鸡地区汉族人群中的分布情况,为华法林个体化用药提供遗传依据。方法选取2022年1月至2023年5月在宝鸡市中医医院心内科接受华法林治疗并进行相关基因检测的住院患者475例,采用飞行时间质谱仪对华法林药物相关基因CYP2C9、VKORC1、CYP4F2分别进行检测,然后对检测结果的基因多态性进行分析。结果华法林药物相关各基因分布频率符合Hardy-Weinberg equilibrium规律,475例患者VKORC1基因型分别是AA型、AG型、GG型,基因频率分别为83.79%,15.58%,0.63%;CYP2C9基因型分别是*1/*1型、*1/*3型、*1/*2型,基因频率分别为95.17%,4.74%,0.11%,未检出*2/*2、*2/*3、*3/*3基因型;CYP4F2基因型分别是*1/*1型、*1/*3型、*3/*3型,基因频率分别为52.40%,39.37%,8.21%。各基因型分布在患者不同性别、年龄之间无统计学差异。结论陕西宝鸡地区汉族人群华法林药物基因VKORC1(c.-1639G>A)以变异型为主,包括纯合变异和杂合变异,而CYP2C9(*1、*2、*3)和CYP4F2(*1,*3)以野生型为主。

基于CRISPR/Cas9的棉花GhbHLH71基因编辑突变体的分析

碱性/螺旋-环-螺旋(basic/helix-loop-helix,bHLH)转录因子在植物的生长发育、次生代谢、信号转导、逆境胁迫等方面起重要的调控作用。棉花GhbHLH71基因c DNA全长996 bp,编码331个氨基酸残基,蛋白序列中含有保守的bHLH结构域,属于bHLH转录因子家族成员。实时荧光定量分析结果表明,GhbHLH71基因在棉花纤维快速伸长期3~12 DPA (days post anthesis,DPA)相对高表达,暗示其主要在棉花纤维发育过程中发挥作用。构建该基因的CRISPR/Cas9基因编辑载体进行了棉花遗传转化,T_0代再生株经过Cas9基因的PCR检测以及靶位点突变情况检测分析,获得6个T_0代基因编辑突变体。T_1代不同突变株系在棉花生长发育期的表型性状与对照相比无明显差异,但成熟纤维的长度与对照相比皆明显变短。T_2代突变株系可以稳定遗传T_1代株系纤维变短的表型。其中4#和8#株系连续2代的纤维长度与对照相比缩短比率皆达20%以上,表明GhbHLH71基因的突变主要影响了棉花纤维细胞的伸长。本研究为深入了解棉花中bHLH转录因子的生物学功能以及棉花纤维发育的分子机制提供了一定的参考。

胃癌与慢性萎缩性胃炎胃黏膜SLC26A9基因表达情况分析

目的分析胃癌与慢性萎缩性胃炎(CAG)胃黏膜SLC26A9基因表达情况。方法回顾性分析200例过往CAG入院复查患者,以其中69例CAG患者为胃炎组,40例胃黏膜低级别上皮细胞瘤变患者为低级别瘤变组,34例胃黏膜高级别上皮细胞瘤变患者为高级别瘤变组,57例胃癌患者为胃癌组;胃癌组根据胃癌进展程度分为早期组(n=31)和进展期组(n=26)。200例患者均进行胃黏膜SLC26A9基因表达水平检测,比较胃炎组、低级别瘤变组、高级别瘤变组、胃癌组4组患者胃黏膜SLC26A9基因表达水平;比较早期组和进展期组患者胃黏膜SLC26A9基因表达水平。使用logistic相关性模型分析SLC26A9基因表达水平与胃癌发生、胃癌进展程度的相关性。使用受试者工作曲线(ROC)分析SLC26A9基因表达对胃癌的诊断价值;使用ROC曲线分析SLC26A9基因表达对胃癌进展程度的判断价值。结果胃炎组、低级别瘤变组、高级别瘤变组、胃癌组4组胃黏膜SLC26A9基因表达水平均存在明显差异,且胃炎组>低级别瘤变组>高级别瘤变组>胃癌组(P<0.05);早期组患者胃黏膜SLC26A9基因表达水平显著高于进展期组(P<0.05)。经logistic相关性分析,胃黏膜SLC26A9基因表达水平与胃癌发生、胃癌进展程度均呈负相关(P<0.05)。ROC曲线中,胃黏膜SLC26A9基因表达水平诊断胃癌发生的曲线下面积(AUC)为0.935,95%CI为0.892~0.965,敏感度为91.23%,特异度为87.41%,截断值为0.2787;胃黏膜SLC26A9基因表达水平诊断胃癌进展程度AUC为0.881,95%CI为0.768~0.952,敏感度为92.31%,特异度为80.65%,截断值为0.2368。结论胃黏膜SLC26A9基因表达水平与胃癌发生密切相关,可为临床诊断CAG患者疾病恶化为胃癌及其胃癌进展程度。

利用CRISPR/Cas9构建敲除小鼠模型研究PPP2R3A基因对心脏功能的影响

目的 应用CRISPR/Cas9技术构建蛋白磷酸2调节亚基B″家族α亚型(PPP2R3A)基因敲除小鼠,从分子水平及组织水平上研究PPP2R3A缺失对心脏的影响。方法 将Cas9 mRNA和两个靶向PPP2R3A第3外显子翻译起始密码子附近区域的单导向RNA微注射到C57BL/6小鼠受精卵中。小鼠出生后取其基因组DNA进行聚合酶链反应(PCR)和测序以鉴定基因型,鉴定后,基因PPP2R3A缺失型小鼠为KO组,野生型C57BL/6小鼠为WT组(雄性3只,雌性2只)。小鼠心脏组织经甲醛固定并制成切片后分别进行苏木素-伊红(HE)染色和免疫组织化学染色。提取小鼠心脏组织总RNA和蛋白,应用荧光定量PCR和Western印迹验证基因敲除小鼠的有效性和检测互作蛋白表达。结果 获得F1代PPP2R3A杂合小鼠,PCR和测序结果表明突变小鼠的基因型存在113 bp的缺失突变。与WT组相比,KO组心脏组织中PPP2R3A mRNA和蛋白表达量明显下降(均P<0.05),参与心脏发育的G蛋白信号转导调控因子(RGS)19表达量明显升高(P<0.05)。PPP2R3A蛋白表达受损引起了心脏组织病理学变化。结论 PPP2R3A在体内可能通过与RGS19蛋白互作来参与心脏的发育并对心脏功能产生影响。

利用CRISPR/Cas9技术构建斑马鱼prkd1基因敲除品系

蛋白激酶D1 (protein kinase D1, PKD1;也称作PRKD1)是蛋白激酶家族成员之一,该家族由3种结构相关的应激激活酶组成,可调节机体多种生物学功能,主要涉及细胞增殖、分化、凋亡、免疫调节、心脏收缩、血管生成和癌症等,其中PRKD1与心脏肥大、收缩和缺血再灌注损伤的底物磷酸化有关。相关研究报道,先天性心脏病患者存在PRKD1基因突变,但其在心脏中的特异性功能和分子机制并未阐明。为了便于后期研究PRKD1基因在人类早期心脏发育的作用机制,本文拟利用CRISPR/Cas9技术构建斑马鱼prkd1基因敲除品系。首先,通过生物信息学网站筛选出两个最佳的基因敲除靶位点,合成相应靶位点的单链向导RNA (single guide RNA,sg RNA)和引物;然后,将两个靶位点的sg RNA进行体外转录,并将其与Cas9蛋白混合后共同注射到斑马鱼的1-细胞期;最后,对基因敲除后的F0、F1、F2及F3代斑马鱼的胚胎和成鱼进行有效性鉴定及表型观察。结果显示,靶位点附近出现了不同程度的碱基缺失;成功构建了F1代能够稳定遗传的prkd1基因敲除的3个亚系;与野生型相比, F3代纯合子胚胎表现出不同程度的心腔膨大、环化异常及心管线性化等畸形现象。综上可知,本研究利用CRISPR/Cas9技术成功构建了斑马鱼prkd1基因敲除品系,为进一步研究该基因在人类心脏发育中的特异性功能提供了有益参考,并为后期的先天性心脏病筛查和精准医疗提供了重要依据。

编辑ZmCCT10、ZmCCT9、ZmGhd7基因的串联DsRed荧光表达盒的CRISPR/Cas9系统的构建及验证

CCT家族基因影响植物开花,在玉米中,ZmCCT10、ZmCCT9基因是光周期敏感基因,ZmGhd7基因是与开花期相关的基因。利用CRISPR/Cas9技术靶向编辑ZmCCT10、ZmCCT9、ZmGhd7基因为研究基因的功能和快速改良玉米的开花期提供了可能。本研究以玉米ZmCCT10、ZmCCT9、ZmGhd7基因为编辑对象,以KN5585为稳定转化受体、以CML312SR、LCL-1、LCL-2为预改良的晚熟材料受体,首先通过Sanger测序验证了3个基因靶标区域在4份玉米材料中的保守性,其次根据sgRNA设计原则选择了1个sgRNA复合编辑3个基因,并利用同源重组方法构建了将由胚特异性启动子Zm3896驱动的DsRed表达盒和由ZmU6-2启动子驱动的sgRNA表达盒串联的CRISPR/Cas9基因编辑敲除载体CCT-CPD,然后采用酶切法和Sanger测序法分析T0代KN5585中3个基因的突变率和突变类型,验证了该系统的基因编辑效果,最后通过对稳定遗传转化植株所结籽粒在籽粒水平、组织水平进行DsRed荧光标记表型鉴定,验证了该系统中DsRed荧光筛选标记的有效性。在此基础上,通过杂交育种法以晚熟材料为母本、以T1代KN5585阳性株为父本获得F1并经过DsRed荧光筛选获得含有有效编辑转基因元件的晚熟材料。本研究构建的编辑ZmCCT10/ZmCCT9/ZmGhd7基因的串联DsRed荧光表达盒的CRISPR/Cas9系统为创制单基因突变体,双基因突变体,三基因突变体奠定了基础,该系统中DsRed荧光筛选标记的应用可以快速筛选区分有无转基因成分的玉米籽粒,成本低,鉴定效率高,具有大规模籽粒筛选的潜力,本研究为鉴定ZmCCT10、ZmCCT9、ZmGhd7三个基因的功能和创制玉米光周期钝感材料奠定了材料基础和高效的技术基础。

利用CRISPR-Cas9基因编辑技术敲除HOXA5基因对急性髓系白血病细胞增殖的影响

目的:通过CRISPR-Cas9基因编辑技术构建稳定敲除HOXA5基因的急性髓系白血病(AML)细胞株,明确HOXA5基因敲除对AML细胞增殖的影响,初步探索HOXA5基因在AML发病中的作用。方法:通过荧光定量PCR(qRT-PCR)和Western blot技术分别检测血液系统非肿瘤患者与初诊AML患者骨髓单个核细胞(BMMC)中HOXA5的表达;应用CRISPR-Cas9基因编辑技术构建稳定敲除HOXA5基因的AML细胞株KO-HOXA5-THP-1,通过qRT-PCR和Western blot检测KO-HOXA5-THP-1细胞中HOXA5的表达,并采用CCK-8实验检测细胞增殖情况。结果:与血液系统非肿瘤患者相比,初诊AML患者骨髓单个核细胞中HOXA5基因及蛋白水平均显著升高(P<0.05)。应用CRISPR-Cas9基因编辑技术能够获得稳定敲除HOXA5基因的细胞株,而且敲除HOXA5基因后的THP-1细胞株的增殖能力显著下降(P<0.05)。结论:HOXA5在AML细胞中高表达,敲除HOXA5能够显著影响AML细胞的增殖能力,这为急性髓系白血病的精准治疗提供了一个新的潜在治疗靶点。

CRISPR/Cas9基因编辑技术在羊育种功能基因验证中的应用研究进展

基因编辑技术是一种对目的基因进行特定修饰的技术,被广泛应用于生物育种、疾病模型构建等研究领域。CRISPR/Cas9系统由重复和间隔单元组成的CRISPR阵列和一个Cas基因座位组成,能够对生物体性状进行目的基因定点编辑,具有简单、精确且高效的特点。CRISPR/Cas9基因编辑技术通过引入基因敲除、基因敲入、缺失、点突变和单核苷酸突变等不同形式的修饰广泛应用于畜禽的基因编辑,以研究畜禽关键基因功能,从而加速性状改良。相较于猪、鸡等其他畜禽,CRISPR/Cas9技术对羊的研究相对滞后。文章重点阐述了CRISPR/Cas9基因编辑技术在羊育种功能基因验证中的应用,对其在产肉性状、纤维性状、泌乳性状和人类疾病模型等方面的应用研究进展及前景进行了简要概述,以期为我国羊产业的可持续发展提供参考。

基于CRISPR/Cas9技术的全基因组基因编辑MDCK细胞文库的构建

本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,首先靶向犬全基因组设计合成转录sgRNA的DNA文库,并将DNA文库全部克隆于lentiCRISPR v2慢病毒转移载体上,高通量测序结果显示文库覆盖度高、均一性良好。将质粒文库和慢病毒包装系统质粒共转染293T细胞,收取含慢病毒样病毒的上清液感染MDCK细胞,在最适浓度嘌呤霉素筛选下,收集嘌呤霉素抗性细胞,冻存于-80℃,提取一部分细胞的基因组,通过PCR扩增转录sgRNA的DNA,将PCR产物插入到T载体后,挑取单克隆菌落,测序表明细胞文库中转录的sgRNA具有较好的覆盖度。本实验成功构建了犬全基因组范围转录sgRNA的质粒文库,并成功构建了MDCK细胞全基因组范围的基因编辑细胞库,该文库可作为后续筛选病毒复制关键宿主因子的细胞平台。

EFNA3和ITGA9基因多态性与公猪精液品质性状的关联分析

精液品质性状是评估公猪繁殖性能的重要性状。本研究通过基因组分析,筛选出磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信号通路中影响公猪精液品质性状的候选基因肝配蛋白A3(Ephrin A3,EFNA3)和整合素α9(Integrin Alpha 9,ITGA9)。进一步鉴定出EFNA3基因的g.94708472 G>A位点与总精子数、精子活力和精子畸形率性状显著相关;ITGA9基因的g.22284275 G>T位点与精子活力和精子畸形率性状显著相关,g.22437684 C>T位点与有效精子密度、精子活力和精子畸形率性状显著相关。ITGA9基因的2个SNPs位点连锁不紧密。EFNA3基因g.94708472G>A位点与ITGA9基因g.22284275G>T和g.22437684C>T位点存在互作关系。EFNA3基因g.94708472G>A位点与ITGA9基因g.22284275G>T和g.22437684C>T位点与公猪精液品质性状显著关联,可作为公猪精液品质选育的潜在分子标记。

利用CRISPR/Cas9技术制备BLG基因敲除牛乳腺上皮细胞系

旨在利用CRISPR/Cas9系统构建BLG基因敲除牛乳腺上皮细胞系(bovine mammary epithelial cells,bMECs),同时检测BLG基因敲除后对细胞的影响。本研究利用体外切割试验筛选获得靶向牛的BLG基因的第一外显子序列的3条sgRNA,与CRISPR/Cas9表达载体电转染入bMECs,利用浓度为1.8μg·mL^(-1)嘌呤霉素和6μg·mL^(-1)稻瘟菌素双药筛和PCR分析鉴定获得BLG基因编辑的单克隆细胞株;利用Western blot(WB)验证细胞BLG表达;绘制生长曲线和CCK-8试验检测BLG基因敲除对bMECs细胞增殖的影响;同时根据sgRNA序列,对基因组上潜在脱靶位点进行PCR测序分析。经筛选和PCR序列分析,共筛选获得了9株BLG基因编辑细胞株,其编辑效率为90%(9/10),其中4株细胞株BLG基因大片段删除。序列分析结果显示,单克隆细胞株编辑位点呈现片段插入缺失和碱基替换等多种编辑类型,WB结果显示敲除细胞株BLG蛋白表达显著降低,且细胞生长曲线和CCK-8检测结果表明BLG基因敲除的细胞生长速度加快。本研究利用CRISPR/Cas9技术成果构建了牛乳腺上皮细胞BLG基因高效敲除方法,BLG基因敲除后可显著影响牛乳腺上皮细胞的增殖,为探究BLG敲除牛在乳腺上皮细胞水平探究其功能机制提供细胞模型。

美仁牦牛MYL 9基因克隆、生物信息学分析及组织表达研究

【目的】克隆美仁牦牛肌球蛋白轻链9(myosin light chain 9,MYL9)基因CDS区并对其进行生物信息学分析,检测MYL 9基因的组织表达特征,为探究该基因功能提供一定理论依据。【方法】以美仁牦牛肌肉组织cDNA为模板,利用PCR扩增并克隆美仁牦牛CDS区序列,与其他物种进行相似性比对及系统进化树构建;通过在线软件对MYL9蛋白进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR检测MYL 9基因在美仁牦牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、肌肉、脂肪和睾丸组织中表达情况。【结果】美仁牦牛MYL 9基因CDS区长516 bp,共编码171个氨基酸。系统进化树结果显示,美仁牦牛与野牦牛、普通牛亲缘关系最近,与高山倭蛙亲缘关系最远。MYL9蛋白分子式为C 858 H 1324 N 234 O 274 S 12,原子数为2702,理论等电点为4.85,不稳定系数和总平均亲水性分别为37.22和―0.772,属于稳定亲水性蛋白。MYL9蛋白无信号肽和跨膜螺旋结构,属于非分泌性蛋白;主要定位于线粒体、细胞核、细胞质中,具有17个特异性磷酸化位点。MYL9蛋白二级结构主要由α-螺旋、无规则卷曲、β-折叠和延伸链构成,三级结构预测结果与二级结构一致。实时荧光定量PCR结果显示,MYL 9基因在美仁牦牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、肌肉、脂肪和睾丸组织中均表达,且肝脏和肌肉组织中表达量显著高于其他组织(P<0.05)。【结论】本研究成功克隆美仁牦牛MYL 9基因CDS区,探究了MYL 9基因的生物学功能及组织表达特征,研究结果为进一步探究牦牛MYL 9基因功能特征提供了参考。

香猪CD9基因结构变异多态性及其对基因表达的影响

通过比较基因组学分析,在香猪白细胞分化抗原9(Cluster of Differentiation 9,CD9)基因中检测到1个长度为315bp的结构变异(Structure Variant,SV)。该SV位于CD9基因的第2内含子中。为了探索CD9-I2-sv315的多态性是否对基因表达有影响,本研究通过在该SV上下游设计特异性引物,通过PCR验证CD9-I2-sv315在大白猪和香猪中的群体分布;采用生物信息学技术分析CD9-I2-sv315区域是否存在影响基因表达的功能元件;采用实时荧光定量PCR方法检测香猪主要组织及不同CD9-I2-sv315基因型之间CD9基因的表达变化。结果表明,香猪群体中CD9-I2-sv315位点检测到2种基因型,分别为DD型和ID型(D为缺失基因,I与参考基因一致),其中D等位基因频率为84.5%;大白猪群体中存在3种基因型,II型、ID型和DD型,D等位基因频率为55%。本文比较了香猪主要组织中CD9基因的表达量,得出肺组织的表达量最高。生物信息学分析提示CD9-I2-sv315区域中包含一个短散在元件(Short Interspersed Element,SINE)和36个miRNAs结合位点,可能影响CD9基因的表达效率。进一步检测肺组织中3种基因型的相对表达量,得出:DD型>ID型>II型。本文研究结果提示,香猪CD9基因的结构变异CD9-I2-sv315以DD型为主,DD型中CD9表达量高于其他基因型,可能与香猪较强的抗病力有关。