绵羊TGFβ2基因及其剪切体的克隆与生物信息学分析

旨在克隆绵羊TGFβ2(Transforming growth factor-β2)基因CDS,解析其序列及编码蛋白的生物学特性,为绵羊生产利用提供理论基础。采用PCR技术克隆获得TGFβ2基因的CDS,并进行生物信息学分析。结果表明:绵羊TGFβ2基因的CDS长度为1 329bp,编码442个氨基酸;其可变剪切体TGFβ2-AS1和TGFβ2-AS2由于CDS部分缺失分别编码331和414个氨基酸。绵羊TGFβ2及其可变剪切体TGFβ2-AS1和TGFβ2-AS2编码蛋白的理论等电点分别为8.74、7.60和8.82,均存在1个信号肽和1个跨膜结构域,由α-螺旋、β-折叠、延伸及无规则卷曲构成;序列同源性分析发现,绵羊TGFβ2基因编码区的核苷酸和氨基酸序列与其他哺乳动物同源性较高,进化树分析表明,绵羊TGFβ2氨基酸序列与人类的进化关系较近,与斑马鱼较远;细胞定位分析表明TGFβ2及其可变剪切体TGFβ2-AS1和TGFβ2-AS2主要在细胞外基质中发挥作用,调控下游靶基因的表达。获得绵羊TGFβ2及其可变剪切体TGFβ2-AS1和TGFβ2-AS2完整的CDS,与TGFβ2转录本相比,TGFβ2-AS1和TGFβ2-AS2分别缺失111和28个氨基酸序列,其可能通过与TGFβ2转录本不同的分子调控机制发挥重要的生物学作用。

新疆细毛羊超数排卵效果研究

【目的】提高并稳定新疆细毛羊超数排卵效率,为以生产2～8-细胞期胚胎的转基因研究提供素材。【方法】分别从激素生产厂家、供体年龄、激素处理方案等3个方面探讨新疆细毛羊的超数排卵效果,确定新疆细毛羊超数排卵供体羊的最佳年龄及其有效处理方案。【结果】不同生产厂家的激素对新疆细毛羊黄体数和可用胚胎数均存在极显著影响(P<0.01);1.5周岁以内的新疆细毛羊超排后,其黄体数(6.17个/只)和可用胚胎数(1.50枚/只)均极显著低于2.0周岁以上的新疆细毛羊(黄体数12.24个/只,可用胚胎数8.30枚/只)(P<0.01);FSH剂量在150～200U/只范围内不影响超排效果和胚胎质量(P>0.05);FSH+PMSG超排处理的新疆细毛羊黄体数(6.05个/只)和可用胚胎数(1.76枚/只)则显著低于FSH+PG超排处理(黄体数17.11个/只,可用胚胎数10.38枚/只)(P<0.01)。【结论】新疆细毛羊超数排卵时宜选用2.0周岁以上的供体羊,FSH剂量控制在150～200U/只,若能与PG联合使用其超排效果更好,但不宜与PMSG联合使用。

绵羊MSTN基因启动子区SNPs分析

采用测序和PCR-RFLP的方法,分析了MSTN基因启动子区在7个品种绵羊中的单核苷酸多态性,结果表明:存在2个SNP位点(-959T/C,-784G/A),表现为6种基因型(TT、TC、CC、GG、GA、AA),在-959T/C位点中,国外肉用绵羊品种陶赛特、德国肉用美利奴及我区的巴士拜羊,TT为优势基因型,地方品种绵羊巴音布鲁克羊、多浪羊和阿勒泰羊在该位点中CC为优势基因型,经χ2检验,其群体的基因频率和基因型频率均处于Hardy-Weinberg平衡状态,群体遗传多态性分析表明,这6个绵羊品种中群体的多态信息含量(PIC)均处于0.25～0.50之间,为中度多态,特克赛尔羊在该位点未发生突变。在-784G/A位点中,除陶赛特与特克赛尔羊在该位点未发生突变,其他5个品种绵羊优势等位基因均为G等位基因。经χ2检验后,其群体的基因频率和基因型频率均处于Hardy-Weinberg平衡状态,群体遗传多态性分析表明,多浪羊、巴士拜羊和巴音布鲁克羊的群体多态信息含量(PIC)均处于0.25～0.50之间,为中度多态,而阿勒泰羊和德国肉用美利奴的群体多态信息含量(PIC)小于0.25,为低度多态。

动态添加FSH对绵羊卵巢皮质组织体外培养的影响

本研究旨在探索促卵泡素(FSH)对体外培养绵羊卵巢原始卵泡和组织活性的影响。通过稳定或动态方式添加不同浓度FSH(1、10、50、100ng·mL-1),用组织学和免疫组化PCNA方法来评估FSH对体外培养绵羊卵巢皮质组织中原始卵泡激活、生长、存活以及颗粒细胞增殖活性的影响;此外通过测定培养液中雌激素含量,评估卵巢组织体外培养过程中活性的保持。结果表明,先升后降动态添加FSH对于卵泡发育、存活和生长以及颗粒细胞的增殖具有全面的促进作用;同时组织分泌雌激素能力也高于其他组。以稳定方式添加时,50ng·mL-1FSH在培养1d时显示对卵泡发育的显著促进作用(P<0.05),添加10ng·mL-1以上浓度的FSH可以促进卵泡存活和生长(P<0.05)。在整个培养期内,各培养组中雌激素产量持续增加,说明卵巢活性在本培养体系中可以得到很好的维持。本试验结果表明FSH可能参与早期卵泡的发生,动态添加FSH更有利于体外培养卵泡的发育和组织活性的维持。

PDE3与亮甲酚蓝在绵羊卵母细胞体外培养中的应用研究

[目的]探讨磷酸二酯酶3(PDE3)特异性抑制剂Milrinone与亮甲酚蓝染色液(BCB)相结合在绵羊卵母细胞体外培养中的应用。[方法]比较了BCB对绵羊卵母细胞的筛选与传统的形态分级之间的差异,以及对胚胎后期发育的影响;研究了Milrinone对绵羊卵母细胞的最佳抑制时间,并用于BCB-卵母细胞体外培养。[结果]A、B级卵母细胞中BCB+卵母细胞的比例为64.42%,极显著高于C级卵母细胞的17.00%;BCB+卵母细胞的成熟率(86.16%)、卵裂率(85.29%)、囊胚率(34.40%)分别极显著高于BCB-卵母细胞(50.94%、36.19%和6.73%);6 h是Milrinone对绵羊卵母细胞的最佳抑制时间,该试验组体外培养效率显著高于其他组;Milrinone对BCB-卵母细胞抑制培养6 h,极显著提高了体外胚胎发育率。[结论]为提高绵羊卵母细胞体外培养效率提供了依据。

绵羊类胚胎干细胞长期培养中增殖、凋亡、多能性相关基因的表达动力学

已报道的家畜类胚胎干细胞(embryonic stem-like cell,ESC-like)均无法实现长期培养,这制约了家畜ESC的研究.通过检测本实验室建系的绵羊类胚胎干细胞oESC-like,探究导致oESC-like无法持续培养的原因,为以后的研究打下基础.实验观察了oESC-like形态变化,检测了AKP的表达,使用免疫荧光技术检测了PCNA、Bcl-2、Bax、Sox-2、Oct-4蛋白的表达,并用软件Image-Pro Plus6.0计算蛋白表达水平.结果显示,oESC-like在长期培养过程中其形态具备ESC的典型形态特征;AKP持续表达;Sox-2和Oct-4的表达有不同程度的提高,增殖能力无明显变化;Bax表达水平逐代提高,Bcl-2的表达水平在5、10代显著高于Bax的表达水平可抑制Bax的活化,而从15代开始Bcl-2表达水平下降,低于Bax的表达水平,不能有效地抑制Bax的活化;Bcl-2/Bax表达水平的比值逐代下降,说明oESC-like在长期培养过程中逐渐走向凋亡.为解决绵羊类胚胎干细胞能够体外长期培养的科学问题,针对本实验室已有研究成果和存在的问题,进行逆向思维找出突破口,为遗传育种、基因工程、医疗等方面在实践上提供理论基础.

新疆褐牛与荷斯坦牛NF-κB基因表达与TOLL样受体4基因型的关系

核转录因子NF-κB与动物机体的炎症反应、免疫应答、细胞分化和凋亡等密切相关,而Toll样受体(TLR)通过对侵入机体的病原微生物的抗原识别和信号转导,在NF-κB介导的炎症和免疫应答反应中发挥着重要作用。本研究在新疆褐牛和荷斯坦牛隐性乳房炎调查和TLR4外显子3+2021位点(E3+2021)SNP基因型与隐性乳房炎相关性研究的基础上,分析和比较了E3+2021 SNP位点3种不同基因型奶牛个体NF-κB信号通路上9个基因(NFκB1、NFκB2、RelA、c-Rel、RelB、IKKα、IKKβ、IKKγ和IκBα基因)转录水平的差异。结果显示,在BB基因型中,NFκB1和IKKα基因的mRNA转录水平在新疆褐牛与荷斯坦牛品种间差异显著(P<0.05),RelA、RelB、IKKβ、IKKγ和IκBα基因mRNA转录水平在品种间差异极显著(P<0.01)。在AB基因型中,IκBα基因mRNA转录水平在品种间差异显著(P<0.05)。在对新疆褐牛的研究中发现,RelB、IKKγ和IκBα基因mRNA转录水平在AB和BB两种基因型间差异显著(P<0.05);而在荷斯坦牛检测的9个基因的mRNA转录水平在AB和BB两种基因型间差异均不显著。因此,Toll样受体信号转导通路下游NFκB1、RelA、IKKβ、IKKγ和IκBα基因的mRNA转录水平在品种间的变化,可能与新疆褐牛乳汁中体细胞数(SCS)显著低于荷斯坦牛相关。在新疆褐牛中,RelB、IKKγ和IκBα基因mRNA转录水平的变化可能是AA基因型SCS显著高于AB基因型的原因之一。

奶牛乳房炎与核转录因子κB基因的表达调控

核转录因子(nuclear factor-κB,NF-κB)是一个广泛存在于哺乳动物细胞中的转录因子,参与机体的免疫反应、细胞黏附、细胞分化、细胞增殖与凋亡及应激反应等。在奶牛感染乳房炎时,大部分涉及中性白细胞移行和激活的炎性蛋白质的编码基因在他们的启动子区都包含一个可结合NF-κB的κB位点,因此在一定程度上依赖NF-κB调控这些基因的表达。笔者详细的阐述NF-κB基因在奶牛乳房炎发病过程中的特点、作用和表达机制,为从分子水平认识和治疗奶牛乳房炎提供一定的文献支持。

绵羊体外胚胎对移植受胎率及后代生长性能的影响

【目的】为了在不影响后代生产性能的基础上最大限度地提高体内、体外胚胎移植效率,从而为体外胚胎在生产中的应用奠定基础。【方法】从移植胚胎数量方面着手,比较其对体内、体外胚胎移植受胎率和产羔率的影响;并以常用的胚胎移植作为对照,研究体外胚胎与其生产效率存在的差距;并对不同来源的后代生产性能进行测定,对比体外胚胎在生产中的生产效率。【结果】(1)移植2枚体外早期胚胎的受胎率(60.42%)显著高于移植1枚胚胎的结果(48.54%)(P<0.05),前者的产羔率也极显著高于后者(74.68%vs 41.96%,P<0.01);(2)移植单枚体外胚胎的受胎率和产羔率皆显著低于体内胚胎(P<0.05);(3)受体移植双枚体内或体外胚胎,受胎率和产羔率都没有差异(P>0.05)。(4)体外胚胎移植后代的公羔比例与体内胚胎没有差异,但显著高于自然繁殖(P<0.05)。(5)体外胚胎的后代虽然初生重要显著低于体内胚胎(4.98 vs 6.2,P<0.01),但其3月龄体重和存活率与体内胚胎后代皆没有差异(P>0.05),且与自然繁殖组间都没有差异(P>0.05)。【结论】相对于早期胚胎,体外胚胎移植2枚,体内胚胎移植1枚的生产效率较高。并且对后代生产性能没有影响。

新疆地区绵羊品种朊蛋白基因136、154和171位点的多态性

绵羊痒病是一种渐进性和致死性中枢神经系统疾病,绵羊朊蛋白基因(Prion protein gene,PRNP)多态性与痒病的易感或抗性有关,其中PRNP136位(V/A)、154位(H/R)和171位(H/Q/R)的基因多态性与该病发生最相关。为评价新疆地区主要绵羊品种对痒病的易感性,文章对新疆地区10个绵羊品种(阿勒泰、巴士拜、巴音布鲁克、多浪、和田、策勒黑、中国美利奴、德国肉用美利奴、特克赛尔和萨福克羊)共746只个体PRNP基因的136位(V/A)、154位(H/R)和171位(H/Q/R)的遗传多态性进行分析,检测到了ARQ、ARR、ARH、ARK、VRQ、AHR、AHQ、AHH8种等位基因,其中ARQ和ARR等位基因存在于所有品种中,且ARQ在所有品种中的基因频率最高。ARH存在于除萨福克和德国肉用美利奴羊外的8个绵羊品种中。仅在新疆地方品种阿勒泰、巴音布鲁克、巴士拜和多浪羊中检测到ARK等位基因。而VRQ、AHR、AHQ和AHH4种等位基因只在中国美利奴羊上存在,且频率极低。在10个品种中共检测到了ARQ/ARQ、ARQ/ARK、ARR/ARR、ARH/ARH、ARQ/ARR、ARH/ARQ、ARH/ARR、ARK/ARK、ARH/ARK、ARQ/VRQ、ARQ/AHQ、ARQ/AHR和ARH/AHH13种基因型,其中中度易感的ARQ/ARQ基因型频率最高,而抗性最强的ARR/ARR基因型仅存在于巴音布鲁克、策勒黑、中国美利奴、特克赛尔和德国肉用美利奴羊,且频率较低。文章首次在中国美利奴羊上发现了易感性很强的VRQ/ARQ基因型。上述结果提示新疆的主要绵羊品种对痒病的抗性较弱。

绵羊NICD基因的克隆、真核表达及其序列分析

采用RT-PCR技术扩增绵羊Notch基因胞内段功能结构域(NICD),将其克隆到慢病毒表达载体中,在293T细胞中对其进行真核表达,通过Western blotting鉴定其蛋白表达,进一步对NICD核酸和氨基酸序列进行分析。结果表明,首次克隆获得绵羊NICD基因,该基因序列为2 388bp(GenBank登录号为KF318190.1),编码795个氨基酸,重组蛋白分子质量为110ku左右。序列分析结果显示,核酸序列与牛、马、人和小鼠的同源性分别为96%、90%、87%和83%,进化上与牛的关系最近;蛋白序列与牛、马、人和小鼠的同源性分别为96%、90%、87%和84%,预测二级结构可能存在26个α-螺旋、13个β-折叠、66个转角和64个无规则卷曲。

诱导幼龄绵羊卵泡发育的研究

为了稳定并提高幼龄绵羊卵泡的发育效率。本研究从激素处理方案、激素生产厂家、羔羊日龄、重复处理周期等4个方面进行了研究。结果表明:国产FSH剂量在60、120、180IU之间差异显著(P<0.05);国产FSH和加拿大生产的FSH对幼羔卵泡发育没有影响;5～9周龄羔羊的卵泡数和卵母细胞数显著高于4周龄和11周龄的羔羊(P<0.05);4～7周龄羔羊首次处理后间隔15～30天再次处理的卵泡数和卵母细胞数都没有差异(P>0.05),2次重复处理总卵泡数和卵母细胞数间也没有差异(P>0.05)。

卵周隙内注射慢病毒生产转基因绵羊的方法

目的提高并稳定转基因绵羊生产效率。方法采用卵周隙内注射慢病毒的方法生产转基因绵羊。比较了不同发育阶段卵母细胞注射慢病毒对其后期发育及基因表达的影响,对照了注射不同慢病毒剂量以及不同熟练程度人员操作,对胚胎发育及基因表达率的影响。结果 (1)受精前或受精后注射慢病毒对胚胎后期发育和阳性率没有影响(P>0.05);(2)在受精后的单细胞注射或者2～4细胞期注射慢病毒对胚胎后期发育和阳性率也都没有影响(P>0.05);(3)慢病毒注射剂量在50～100 pL之间对转基因效率没有影响(P>0.05);(4)操作人员的熟练程度不影响胚胎成活率和转基因效率(P>0.05)。结论建立了卵周隙内注射慢病毒生产转基因绵羊的方法,并使转基因胚胎阳性率稳定在70%以上。

bFGF培养体系中添加不同因子对绵羊类胚胎干细胞多能性的影响

为筛选出能够维持绵羊类胚胎干细胞(oESC-like)多能性的因子,以oESC-like为材料,在N2B27/CH/bFGF培养体系中,分别加入PD、PD/hLIF、PD/BPM4、PD/hLIF/BMP4,培养细胞8 d,分析绵羊类胚胎干细胞多能性,确定最适培养体系。结果显示:在N2B27/CH/bFGF培养体系添加PD或PD/hLIF后,oESC-like细胞生长较好;所有培养液中oESC-like细胞的AKP染色及多能性候选基因Sox2和Oct4免疫荧光蛋白染色结果均呈阳性;添加PD后,多能性候选基因Oct4与Klf4 mRNA的表达量显著高于N2B27/CH/bFGF培养体系中的(P<0.01),Nestin与Lin28的表达量显著降低(P<0.01),Sox2与c-Myc升高但差异不显著。添加PD/hLIF后,Oct4的表达量显著高于N2B27/CH/bFGF培养体系中的(P<0.01),c-Myc、Klf4、Lin28表达量升高但不显著,Nestin和Sox2表达量降低但也不显著。以上结果表明:在oESC-like培养体系中,添加PD或PD/hLIF可能有利于维持绵羊类胚胎干细胞的多能性。

抗氧化剂延缓卵母细胞老化

哺乳动物由于其卵子老化发生卵子质量下降,从而导致老化卵母细胞受精后发育而来的胚胎非整倍体率增高,妊娠流产率增加,对后代产生了严重影响。研究表明一定剂量的抗氧化剂可以延缓卵母细胞的老化,提高卵母细胞的质量,抵抗卵子老化造成的负面影响。

不同电融合参数及融合液对昆明小鼠2-细胞胚胎融合及囊胚率的影响

四倍体胚胎在研究哺乳动物配子发生、发育、四倍体的发生、遗传、免疫机制等方面具有重要作用,因此提高融合及发育效率至关重要。为找出适合小鼠2-细胞胚胎融合的最佳方案,试验采用两种融合液0.3mol/L甘露醇溶液和0.3mol/L蔗糖溶液,两种融合液均采用了120V/mm,20μs×2、100V/mm,40μs×2、80V/mm,80μs×2三种电融合参数。其中采用0.3mol/L甘露醇溶液作为融合液且融合参数采用80V/mm,80μs×2获得了92.5%的融合率和90.6%的囊胚率,是小鼠2-细胞胚胎融合的最佳方案。

供核细胞及处理方式对绵羊核移植效率的影响

旨在研究羔羊、胎儿成纤维细胞、绵羊类胚胎干细胞及处理方式对核移植效率的影响。比较了羔羊皮肤成纤维细胞饥饿及消化后平衡时间对细胞可用率的影响;胎儿成纤维细胞饥饿及消化后平衡时间对细胞可用率的影响;羔羊成纤维细胞、胎儿成纤维细胞、类胚胎干细胞在可用率及对融合率的差异和类胚胎干细胞与转基因羔羊皮肤成纤维细胞对核移植效率的影响。结果表明,饥饿对胎儿成纤维细胞可用率影响不大(P>0.05),但平衡时间影响极大(P<0.01);饥饿及平衡时间对胎儿成纤维细胞影响都很显著(P<0.01);胎儿成纤维细胞的可用率极显著高于类胚胎干细胞和羔羊皮肤成纤维细胞(P<0.01),融合率显著高于羔羊(P<0.05),但与类胚胎干细胞间没有差异(P>0.05);胚胎移植后,类胚胎干细胞的怀孕率显著高于羔羊皮肤成纤维细胞(P<0.05)。饥饿和平衡时间对供核细胞的可用率有显著影响,类胚胎干细胞的核移植效果好于成纤维细胞。

绵羊Noggin基因的克隆、序列分析与原核表达

根据同源序列克隆原理设计一对引物,以绵羊脑组织总RNA的反转录产物为模板,利用RT-PCR扩增绵羊Noggin基因cDNA全长编码区,克隆到pMD-18T载体。测序验证后,提取pT-Noggin质粒经BamHⅠ和XhoⅠ双酶切回收目的条带,亚克隆到pET41a原核表达载体,转化BL21(DE3)菌,经IPTG诱导表达,SDS-PAGE和Western blot鉴定表达产物。序列分析表明,绵羊Noggin基因的cDNA全长编码区(GenBank登录号为FJ751853)为699bp,编码232个氨基酸,与其他哺乳动物氨基酸序列同源性达到95%以上。SDS-PAGE结果显示,诱导表达的融合蛋白大小为60ku,与预期蛋白大小一致。Western blot检测结果显示,该蛋白为His融合蛋白。说明成功克隆了绵羊Noggin基因的编码区序列,构建了原核表达载体,在大肠杆菌中成功表达出目的融合蛋白。

Mg2Al-Cl-LDH载体转染细胞的研究

为探讨Mg2Al-Cl-LDH颗粒作为基因转染载体的可能性以及最优的转染体系和转染时间,为后续的基因治疗、创面修复、转基因技术等试验打下基础,自制Mg2Al-Cl-LDH纳米颗粒,与增强型荧光蛋白质基因eGFP结合后,转染入细胞,观察转染后细胞表达的绿色荧光蛋白质,计算转染率。结果表明Mg2Al-Cl-LDH纳米颗粒直径在100 nm左右,结构为六边形。200μg/ml的纳米颗粒浓度下细胞活性为87%,达到500μg/ml时细胞活性快速降至44%;DNA与LDH的质量比为4/50时转染率达到11.17%,质量比为10/50时,转染效率为3.93%;DNA与LDH作用时间在15 min时转染率为6.93%,30 min时反而下降至4.8%;转染细胞培养24 h时转染率达到17.4%,72 h后下降至3.7%。纳米颗粒的分子较小,比较容易被细胞膜胞吞,并且Mg2Al-Cl-LDH纳米颗粒能有效地与eGFP质粒相结合;在DNA与LDH质量比4/50的情况下,结合能力最高;最佳结合时间为15 min;转染时间在48 h时效果最好。HEK 293T细胞对Mg2Al-Cl-LDH纳米颗粒的最优耐受浓度为200μg/ml;同样条件下C2C12细胞的转染效率比HEK 293T细胞的转染效率高。

bFGF浓度对oESC-like增值、凋亡、多能性相关基因表达的影响

使用免疫荧光技术检测与增值、凋亡、多能性相关基因的表达水平。提高bFGF浓度可增强PCNA、Oct-4、Sox-2、Bax和Bcl-2的表达,同时使Bcl-2/Bax比值维持较稳定水平。结果表明提高bFGF浓度可增强oESC-like的增值能力和多能性,增强其抗凋亡能力以适应长期培养。