花斑裸鲤MSTN-1基因克隆及表达特性分析

花斑裸鲤是黄河上游重要的冷水性土著鱼类,其生长、发育缓慢,性成熟又较晚,故多年来其种群一直呈下降趋势。MSTN(肌肉生长抑制素)是一种对肌肉生长具有负调控作用的因子,通过克隆花斑裸鲤MSTN-1基因并检测其表达特性,为花斑裸鲤生长缓慢的分子调控机理提供基础资料。采用PCR、5′-RACE和3′-RACE法获得花斑裸鲤MSTN-1基因全长cDNA序列,采用qPCR检测MSTN-1基因在花斑裸鲤不同组织的表达特征和在不同鲤科鱼类肌肉组织中的差异性表达。花斑裸鲤MSTN-1基因的cDNA序列全长为2190 bp,其中ORF长1128 bp,5′UTR长96 bp,3′UTR长966 bp,共编码375个氨基酸。该蛋白是带有一个信号肽、无跨膜结构的不稳定亲水性分泌蛋白,主要分布在细胞核、线粒体和细胞质中。MSTN-1蛋白质二级结构以无规卷曲为主,存在2个TGF-β结构域:即TGF-β前肽区域(37—268 aa)和TGF-β功能区域(281—375 aa),有1个蛋白酶水解位点RIRR和9个位于TGF-β功能区域保守的半胱氨酸残基。氨基酸序列同源性分析表明,花斑裸鲤MSTN-1氨基酸序列与其他鲤科鱼类MSTN-1具有较高的相似性,而与禽类和哺乳动物的相似性较低。系统发育分析显示,花斑裸鲤MSTN-1与其他鲤科鱼类聚于同一进化支。qPCR检测结果表明,MSTN-1在花斑裸鲤的脑、肌肉、鳃、心、肝脏和肾脏组织中均有表达,但在脑和肌肉组织中表达量较高。该基因在不同鲤科鱼类肌肉组织中均有表达,在青海湖裸鲤肌肉组织中的表达量最高,其次在花斑裸鲤和黄河鲤鱼肌肉组织中。通过克隆获得花斑裸鲤MSTN-1基因cDNA序列,进行生物信息学分析和qPCR检测,MSTN-1在这几种土著鱼类肌肉组织中的特征性表达差异有助于进一步了解高原鱼类生长缓慢的分子机理。

贵州白山羊肌肉生长抑制素(MSTN)基因生物信息学预测与系统进化分析

本研究旨在解析贵州白山羊肌肉生长抑制素(MSTN)基因的结构特性,为该基因功能探究提供理论依据。基于生物信息学及比较基因组学方法,对NCBI数据库中已登录的贵州白山羊MSTN基因完整编码区序列(CDS)核苷酸组成特性及编码蛋白的相关结构开展预测及分析,构建了15个物种MSTN基因系统进化树。结果表明,贵州白山羊MSTN基因CDS长度为1128bp,共编码375个氨基酸,由3个外显子和2个内含子构成,其AT含量均高于GC。贵州白山羊MSTN蛋白属混合型二级结构,存在无规则卷曲、延伸链和α-螺旋,为弱碱不稳定亲水蛋白质;包括1个18个氨基酸的潜在信号肽,无跨膜区,形成5对二硫键,含有16个磷酸化位点;278~375位氨基酸为转化生长因子-β样结构域。贵州白山羊MSTN基因与绵羊、牛等牛科动物的亲缘关系较近,与鸡形目原鸡和绿头野鸭的亲缘关系较远。本研究可为贵州白山羊MSTN基因分子遗传学及其表达调控研究奠定理论基础。

MSTN基因突变对优质鸡肌肉生长的影响

为了研究肌肉生长抑制素基因(MSTN)在优质鸡群体中的遗传变异及其对肌肉生长特性的影响,以优质鸡S3系为研究对象,采用PCR-SSCP及测序技术进行多态性检测。结果发现MSTN基因G195C和A234G 2个突变位点。公鸡群体在G195C处于Hardy-Weinberg不平衡状态(P<0.05),各群体在G195C和A234G位点均处于Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05)。最小二乘方差分析显示,在G195C位点处,S3系优质母鸡的CC基因型个体胸肌重、腿肌重、肌纤维密度与GG基因型个体差异显著(P<0.05),肌纤维面积CC基因型个体极显著高GG基因型个体(P<0.01)。在A234G位点处,肌纤维密度GG型个体显著小于AA基因型个体(P<0.05),肌纤维面积极显著高AA基因型个体(P<0.01)。基因组合CCGG型个体屠体重、胸肌重、腿肌重显著高于GGAA型个体(P<0.05),肌纤维面积和肌纤维密度间差异极显著(P<0.01)。在G195C和A234G位点处,S3系优质公鸡突变型CC和GG基因型个体在屠体重、胸肌重和腿肌重间差异不显著(P>0.05)。在A234G位点处肌纤维密度GG型个体显著小于AA基因型个体(P<0.05),肌纤维面积极显著高于AA基因型个体(P<0.01)。基因组合CCGG型个体屠体重、胸肌重、腿肌重显著高于GCAA型个体(P<0.05),肌纤维面积和肌纤维密度间差异极显著(P<0.01)。因此,MSTN是影响鸡肌肉生长的一个主效基因,基因突变显著影响优质鸡肌肉的生长,为优质鸡肌肉生长性状的选育提供遗传学依据,其肌肉生长性状的分子遗传学基础需进一步研究。

猪MSTN基因双筛选标记打靶载体的构建及其功能鉴定

【目的】利用正负筛选策略,构建猪肌肉生长抑素(Myostatin,MSTN)基因的双筛选标记打靶载体。【方法】以猪胎儿成纤维细胞DNA为模板,PCR扩增MSTN基因同源长、短臂;采用PCR和Overlap PCR扩增打靶载体正筛选标记嘌呤霉素和绿色荧光蛋白基因及负筛选标记单纯疱疹病毒胸苷激酶基因。以pUC57载体为骨架载体,在其多克隆位点连接一段包括Frt序列在内的酶切位点的多克隆位点序列,在2个Frt序列之间连接正筛选标记嘌呤霉素基因和绿色荧光蛋白基因,在Frt序列两侧分别连接5.7和1.9kb的MSTN基因同源长、短臂;在同源短臂后连接负筛选标记单纯疱疹病毒胸苷激酶基因,将目的片段与载体定向连接克隆。用脂质体法将打靶载体转染猪肾细胞(PK15细胞),用嘌呤霉素和丙氧鸟苷进行正负筛选,验证正负筛选标记基因的功能。【结果】成功克隆了猪MSTN基因同源长、短臂及正筛选嘌呤霉素和绿色荧光蛋白基因及负筛选单纯疱疹病毒胸苷激酶基因,构建了猪MSTN基因双筛选标记打靶载体,打靶载体长14kb。在打靶载体转染的PK15细胞中,正负筛选标记基因均有生物学活性。【结论】成功构建了猪MSTN基因双筛选标记打靶载体。

大河乌猪MSTN基因第3外显子多态性与眼肌面积的关联分析

为探究大河乌猪MSTN基因第3外显子的多态性,分析其是否能作为调控眼肌面积的主效基因或分子标记位点,为大河乌猪提高瘦肉率的选育提供理论依据,采用PCR-Taq I-RFLP技术探究大河乌猪MSTN基因第3外显子的多态性,并将基因型与眼肌面积进行关联分析,筛选大河乌猪眼肌面积的高产基因型。结果显示:大河乌猪MSTN基因第3外显子酶切后,得到2种基因型,一种含有六个条带(439、315、287、152、124、28 bp)的CTGA基因型,另一种含有四个条带(287、152、124、28 bp)的CTGG基因型。将2种基因型与眼肌面积进行关联分析后,得到CTGA基因型调控的眼肌面积为27.23 cm^2,CTGG基因型调控的眼肌面积为31.60 cm^2,大河乌猪CTGG基因型调控的眼肌面积极显著高于CTGA基因型(P<0.01)。试验结果表明,MSTN基因第3外显子CTGG基因型有效地提高了大河乌猪的眼肌面积,可作为影响大河乌猪眼肌面积的候选基因或分子标记位点。

肌肉生长抑制素基因在哺乳动物中的最新研究进展

肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN),也称为生长分化因子8(GDF8),是转化生长因子β(TGF-β)超家族成员,主要在骨骼肌中表达,在负向调控肌细胞的生长发育中起关键作用。本文对MSTN研究的最新进展进行了综述,讨论了MSTN信号通路与其他通路之间的相互关系,重点阐述了试验条件下MSTN对肌肉发育相关基因的作用,介绍了通过基因操作或使用抗体的方法抑制MSTN的表达对于提高动物产肉量、治疗肌肉萎缩等疾病以及延缓衰老的重要意义。

牛双肌基因遗传机制及研究进展

牛双肌基因位于第2条染色体上,是由肌肉生长抑制素基因(myostatin)突变造成的,它是骨骼肌生长发育的负调节因子,属于TGF-β超家族成员,为不完全显性遗传。此研究综述了双肌牛的遗传特征、基因定位及双肌牛的生理、繁殖、胴体特征,并对双肌牛在牛肉生产中的利用方式及在中国肉牛生产中的应用前景进行了探讨。

双肌臀大约克种猪的应激敏感基因净化研究

应用PCR RFLPs技术对双肌臀大约克 (Ⅰ系 )、普通大约克 (Ⅱ系 )和Ⅰ系与Ⅱ系系间繁殖后代 (Ⅲ系 ) 3个选育群体的全部种猪普检应激敏感基因 (RYR1基因 )。Ⅰ系和Ⅲ系全部为阴性纯合体 ,Ⅱ系检出阳性纯合体和杂合体分别为 1头和 1 5头 ,阳性率为 1 4 2 %。对Ⅱ系的阳性个体和相同数量的阴性个体进行复检 ,其检测结果复重率达 1 0 0 %。经过系统选育 ,培育成了无RYR1基因的双肌臀大约克种猪Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ系 1 1 7、 97和 49头的育种核心群。

肌肉抑制素基因与RNA干扰的应用前景

本文综述了肌肉抑制素基因的研究进展,以及RNA干扰技术的功能.展望了RNA干扰技术在肌肉抑制素基因中的应用前景.

基于转录组分析对中国对虾Myostatin基因调控的肌肉生长相关基因的筛选

Myostatin(Mstn)即肌肉生长抑制素,在脊椎动物中是胚胎期肌肉形成和成体肌肉生长的主要调控因子之一,通过抑制肌细胞的扩增和分化而抑制肌肉的生长和发育。为了筛选在中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)中Mstn调控的肌肉生长相关的基因,为肌肉生长调控机理奠定基础,本研究利用RNA-Seq技术对PBS对照组和Mstn表达抑制组进行了测序分析。结果显示,Mstn表达被抑制后,共筛选到1657个差异表达基因,其中,805个显著上调,852个显著下调。参考脊椎动物Mstn调控的肌肉生长经典信号通路TGF-β/Smad和MAPK通路及差异基因功能已有报道,初步筛选出29个Mstn调控的与肌肉生长相关的基因。在涉及TGF-β/Smad和MAPK通路的16个基因中,除ActRI被检测到略微上调外,其他基因均表现出不同程度的下调;在另外13个涉及蜕皮、肌肉生长等过程的基因中,促进肌肉生长的基因显示为上调。前期的研究表明,Mstn可能同脊椎动物功能类似,在中国对虾中负向调控肌肉生长,而本研究结果提供了进一步的证据,为阐明对虾的肌肉发育调控机制提供了重要基础。

SSH法结合定量PCR技术研究双肌臀猪肌肉组织的差异表达基因

利用抑制性消减杂交技术(suppression subtractive hybridization,SSH) 成功地构建了双肌臀与非双肌臀大白猪肌肉组织差异表达的消减cDNA文库,获得有效克隆686个. 对整个文库测序分析,共获得587条有效序列. 利用BLAST在线软件与GenBank、GenBank EST和Tigr Porcine EST等数据库进行同源序列比较,发现其中有11个未知新序列,可能代表“双肌臀”大白猪肌肉组织特异表达的新基因. 对文库中所包含的兰尼啶受体基因(RYR1) 、钙依赖性蛋白激酶基因(CAMK2)、人类胰岛素生长因子结合蛋白-7 基因(IGFBP7),以及695号、882号和480号3个新基因进行了实时荧光定量PCR检测,结果显示:RYR1、CAMK2及IGFBP7基因在双肌臀猪肌肉组织RNA池中的表达量,分别为对照的非双肌臀猪肌肉组织RNA池中表达量的1.87、1.90和1.85倍;695号、882号和480号3个新的ESTs在双肌臀猪肌肉组织RNA池中的表达量为非双肌臀猪肌肉组织RNA池中表达量的1.48、1.44和1.78倍. 这提示我们,上述基因的上调表达很可能与猪双肌臀性状的发生有密切的关系,可以作为研究该性状的候选基因.

不同鹅种肌肉生长抑制素基因表达差异研究

以太湖鹅和罗曼鹅为研究素材,应用实时荧光定量PCR技术和ELISA技术,对MSTN基因在2个鹅种中的表达差异及其与骨骼肌生长的相关性进行比较研究。结果发现,2个鹅品种下丘脑、垂体、肝脏中MSTN基因基本都不表达,只在胸肌、腿肌中表达。罗曼鹅腿肌重显著高于太湖鹅,太湖鹅腿肌MSTN基因表达量却极显著高于罗曼鹅;腿肌率和胸肌MSTN蛋白表达量呈显著正相关,腹脂率和胸肌MSTN基因表达量呈显著正相关;表明MSTN基因发挥着抑制骨骼肌生长的作用,同时可以促进脂肪的积累。在2个鹅种中,公鹅腿肌MSTN蛋白表达量高于母鹅,表明70日龄时的仔鹅腿肌生长母鹅快于公鹅;腿肌MSTN基因表达量显著高于胸肌,提示70日龄时的仔鹅胸肌生长速度远远大于腿肌。

比利时蓝白花牛品种特性及综合利用

近年来我国对牛肉的需求量逐年增加,呈现供不应求的趋势。比利时蓝白花牛具有体型大、产肉量高、肉质优良等特点,受到肉牛养殖业和消费者的欢迎。文章概述了比利时蓝白花牛的选育经过、品种特征、生产应用情况及在我国的发展现状,旨在为我国优质肉牛生产、地方肉牛品种改良及新品种选育提供思路,以尽快满足市场对高端牛肉的需求。

Myostatin基因编辑家畜研究进展

肌肉生长抑制素基因(Myostatin,MSTN)是转录生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)超家族成员,是骨骼肌生长的负向调节剂。MSTN基因突变会引起成肌细胞数量增加,进而导致动物前后肢、肩、臀等部位的肌肉群异常发达而呈现“双肌”性状(double muscle phenomenon,DMP)。MSTN基因展现出的可以作为家畜育种的分子标靶基因的潜力,使得MSTN基因及其调控的研究成为家畜育种中生长发育与产肉性状相关研究中的热点。近年来,利用基因编辑技术对猪、牛、羊等家畜的MSTN基因进行编辑以提高其产肉性能取得了积极的进展。文章对MSTN基因进行概述,并对MSTN基因在猪、牛、羊中的基因编辑实例进行总结,为今后家畜MSTN基因编辑提供参考。

辽育白牛“双肌”品系选育技术路线初探

肉牛双肌性状是由于位于第2条常染色体的肌肉生长抑制素基因(MSTN)缺失或突变造成的,双肌基因可以为牛同时带来高产与胴体优质的优点和繁殖与应激方面的缺陷。本文对双肌牛的遗传育种概况以及辽育白牛"双肌"品系的选育策略、选育方向与目标、选育技术路线、主要技术措施等进行了论述。