雌核发育二倍体鲫鲤Dmc1基因的全长cDNA克隆及表达分析

Dmc1(disrupted meiotic cDNA)基因是一个在减数分裂前期Ⅰ表达的特异基因,其产物是减数分裂前期Ⅰ同源染色体配对所必需的。根据据酵母菌、小鼠以及人的DMC1中保守的氨基酸基序设计简并引物,PCR扩增克隆获得了第四代雌核发育二倍体鲫鲤(G4)Dmc1基因部分cDNA序列。在此基础上,通过RACE获得了G4Dmc1基因全长cDNA序列,长度为1 369 bp,其中开放阅读框为1 029 bp,编码含342个氨基酸的蛋白质。同时,系统进化分析表明,在进化过程中Dmc1基因在鱼类中保持着高度保守的进化特征。RT-PCR结果表明,Dmc1基因只在G4性腺中表达,在其他组织中不表达。通过实时荧光定量PCR,对Dmc1基因在G4和普通鲤鱼的早期卵巢的表达进行分析,发现G4表达比鲤鱼高。由此可见,雌核发育二倍体鲫鲤Dmc1基因也是减数分裂特异基因,而且其高表达暗示雌核发育二倍体鲫鲤具有正常的减数分裂过程并且其早期性腺存在着多倍体卵原细胞。

达氏鲟dmc1基因的克隆及在精子生成中的表达分析

DNA减数分裂重组酶1基因(disrupted meiotic cDNA,dmc1)是一个在减数分裂时期特异表达的基因,为减数分裂同源染色体配对所必需。为研究dmc1基因在达氏鲟(Acipenser dabryanus)不同组织的表达特征,从达氏鲟性腺转录组数据库搜索得到该基因并设计引物,克隆获得达氏鲟dmc1的编码区序列,其中开放阅读框(ORF)为1 029 bp,编码342个氨基酸。运用生物信息学方法分析达氏鲟dmc1基因编码的蛋白序列和系统进化关系,推测达氏鲟Dmc1蛋白的分子量为82.696 kDa,理论等电点(PI)为5.04;多重序列比对发现,Dmc1氨氮酸序列在进化中可能比较保守。系统进化分析显示,AdDmc1属于RecA家族Dmc1蛋白分支,且与四足动物类聚为一支。RT-PCR结果表明,dmc1基因在精巢和卵巢中特异表达。结合组织学结果通过实时荧光定量PCR研究dmc1基因在精子生成过程中的表达特征发现,dmc1基因在0~Ⅰ期精巢中不表达;在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期精巢中,其表达量逐渐升高并在Ⅳ期精巢中达到最高;在Ⅴ期精巢中,其表达量显著性下降(P<0.05),因此推断达氏鲟dmc1基因可能是减数分裂时期特异表达的基因,研究结果可为后续达氏鲟初级和次级精母细胞的鉴定奠定基础。

甘蓝型油菜BnDMC1.A01基因的分离及序列分析

人工合成甘蓝型油菜是进行基因组学研究和种质资源创新的重要材料,但其减数分裂过程中经常出现异常,导致基因组遗传不稳定和花粉育性下降。DNA meiotic recombinase 1 (DMC1)是植物中控制减数分裂的重要基因,为了解油菜DMC1同源基因的序列及表达变异,本研究利用拟南芥和芸薹属作物DMC1同源基因的外显子保守序列设计引物,分离了常规和合成甘蓝型油菜(Brassica napus L.)A01染色体上的DMC1全长序列。氨基酸序列比对发现,BnDMC1. A01编码的蛋白具有植物中已报道的DMC1典型的保守结构域。分离了19个不同品系中BnDMC1. A01的基因序列,共划分为6种单倍型,发现第二外显子内存在两个导致氨基酸残基变异的SNP位点,该SNP位点在3种类型的油菜中均有分布。基因表达量分析发现,BnDMC1. A01在合成甘蓝型油菜中的表达量较常规油菜高,这些变异是否同人工合成甘蓝型油菜减数分裂异常有关还需进一步研究验证。