PLZF的克隆及其对犏牛未分化精原细胞的增殖作用

【目的】犏牛作为牦牛与黄牛的种间杂交产物,具有优良的生产性能,但其杂种优势的进一步应用却受限于犏牛雄性不育。通过克隆犏牛PLZF,明确其在犏牛和牦牛睾丸组织和未分化精原细胞中的差异表达,并进一步揭示过表达该基因对犏牛未分化精原细胞活性的影响。为阐明犏牛生精停滞的作用机制提供理论基础。【方法】以24月龄公麦洼牦牛和F1代公犏牛为实验动物,通过RT-PCR法克隆得到了犏牛PLZF的CDS序列,并进行了生物信息学分析;通过RT-qPCR法分析PLZF在犏牛和牦牛睾丸组织中的差异表达;采用同源重组的方法构建了PLZF的表达载体,并利用RT-qPCR检测了PLZF过表达效率及其下游靶基因的表达;通过PDT、CCK-8、EdU和免疫荧光检测了过表达PLZF对犏牛未分化精原细胞增殖活性的影响。【结果】克隆获得了犏牛PLZF的CDS区,并通过生物信息学分析发现该基因编码的蛋白序列不包含跨膜结构域和信号肽序列,其三级结构以α螺旋和无规卷曲为主。系统进化树分析表明犏牛PLZF与黄牛PLZF的亲缘关系更近。三级结构预测发现,虽然犏牛、牦牛和黄牛的PLZF蛋白三级结构高度相似,但牦牛PLZF蛋白在531—540位氨基酸处与犏牛和黄牛有较大差异。RT-qPCR发现,PLZF在犏牛睾丸组织和未分化精原细胞中的表达均显著低于牦牛(P<0.05),而在犏牛未分化精原细胞中过表达PLZF后,该基因的表达上调了13.8倍(P<0.01),且能显著增加犏牛未分化精原细胞的增殖活性(P<0.05),表明PLZF表达下调影响了犏牛未分化精原细胞增殖活性。此外,过表达PLZF后,犏牛未分化精原细胞中与增殖相关的基因(Etv5、Bcl6b、Pcna和c-fos)全部显著上调(P<0.05),与分化相关的基因(Stra8、Kit、Dmrt1和Sohlh2)全部显著下调(P<0.05),表明PLZF通过上调增殖相关基因、下调分化相关基因的表达促进犏牛未分化精原细胞增殖。【结论】PLZF在犏牛未分化精原细胞中表达异常降低了犏牛未分化精原细胞增殖活性,导致其数量减少,影响了犏牛的精子发生。本试验为进一步阐明犏牛生精停滞的作用机制提供了理论基础,并为解决犏牛雄性不育问题提供了新的思路。

西藏牦牛mtDNA-Cytb及ZFY基因遗传多样性与系统进化分析

为进一步了解西藏牦牛的遗传多样性及系统进化关系,通过对申扎、斯布、类乌齐和帕里4个西藏牦牛类群的mtDNA-Cytb基因及ZFY基因部分序列进行克隆及序列分析。结果表明:(1)西藏牦牛Cytb基因全长1140 bp,共发现SNP位点13个,核苷酸多样性(Pi)为0.00315,Tajima's D值为0.41410(P>0.10),共检出7种单倍型,单倍型多样性(Hd)为0.709;(2)ZFY基因第11外显子长596 bp,筛查出SNP位点22个,Tajima's D值为0.78287(P>0.10),发现3种单倍型,核苷酸多样性和单倍型多样性分别为0.001066和0.2976;(3)聚类分析及核苷酸同源性分析显示,西藏牦牛与家牦牛的核苷酸同源性最高,与美洲野牛及欧洲野牛的核苷酸同源性次之,与水牛及非洲水牛的核苷酸同源性最低。研究结果表明,西藏牦牛遗传多样性较丰富,进一步支持将西藏牦牛及家牦牛划为牛亚科中独立牦牛属的观点,及牦牛的原始祖先来自于亚欧大陆东北部的观点。

FGFs/FGFRs及其介导信号通路基因的异常表达影响犏牛未分化精原细胞增殖活性

旨在研究FGFs(fibroblast growth factors)/FGFRs(fibroblast growth factor receptors)及其介导的Ras和MAPK信号通路基因在牦牛和犏牛未分化精原细胞的差异表达,以探讨犏牛生精停滞的原因。本研究采集健康的24月龄3头公麦洼牦牛和3头F1代公犏牛的睾丸组织,分为牦牛和犏牛两个样品组,每组3个生物学重复。采用HE染色检测牦牛和犏牛精子发生的差异;采用细胞群体倍增时间、CCK-8和EDU染色检测牦牛和犏牛未分化精原细胞增殖能力的差异;采用荧光定量PCR检测6种FGF家族成员、3种FGFR、FGFs/FGFRs介导的Ras和MAPK信号通路基因在牦牛和犏牛未分化精原细胞中的差异表达。与牦牛相比,犏牛生精小管发育异常,生殖细胞类型单一,未分化精原细胞增殖活性显著低于牦牛(P<0.05)。FGF2、FGF4、FGF5、FGF8、FGF9和FGF21在犏牛睾丸组织及FGFs受体FGFR1、FGFR2和FGFR3在犏牛未分化精原细胞的表达都显著低于牦牛(P<0.01)。FGFs/FGFRs介导Ras信号通路基因中,除HRas和ARaf以外,其余基因(Raf1、BRaf、MEK1和ERK)都是在犏牛未分化精原细胞中以更低的水平表达(P<0.01)。FGFs/FGFRs介导MAPK信号通路基因中,p38、MEKK3、MEKK6和ASK1也是在犏牛未分化精原细胞中低表达(P<0.01)。受Ras通路调控的与细胞增殖相关的基因中,只有SHISA6、ID4在犏牛未分化精原细胞中高表达(P<0.01),其余基因(TAF4B、Etv4、GFRα1和Ret)都是在牦牛未分化精原细胞中表达量高(P<0.01)。受Ras和MAPK通路共同调控的与细胞增殖相关的基因中,ETV5和BCL6B都是在牦牛未分化精原细胞中高表达(P<0.01)。受Ras通路调控的与细胞分化相关的基因中,除PIWIL4外,SOX3、NGN3和Stra8都在牦牛未分化精原细胞中高表达(P<0.01)。因此FGFs/FGFRs及其介导的Ras和MAPK通路基因在犏牛未分化精原细胞中的异常表达,降低了未分化精原细胞增殖活性,导致了犏牛没有足够数量的未分化精原细胞进入分化阶段。这可能是犏牛生精停滞的重要原因之一。

牛circMYH8的鉴定及其调控牛肌原代细胞增殖的功能探究

旨在鉴定牛circMYH8以及探究其对牛肌原代细胞增殖的调控作用。设计合成circMYH8的divergent primer及convergent primer 2组引物,分别以牛背最长肌cDNA、RNase R处理的牛背最长肌cDNA以及牛背最长肌gDNA为模板进行PCR扩增,通过测序及琼脂糖凝胶电泳进行环状RNA鉴定;对circMYH8进行不同发育时期骨骼肌RT-qPCR分析、核质分离试验以及RNase R耐受性试验;构建及合成circMYH8的过表达载体及干扰片段,并转染至牛肌原代细胞中,通过RT-qPCR、Western Blot、EdU、流式细胞术等手段探究了circMYH8对牛肌原代细胞增殖表型的影响。结果表明,测序及琼脂糖凝胶电泳证实circMYH8为环状RNA;RT-qPCR分析显示,circMYH8在牛骨骼肌发育早期高表达,核质分离试验结果显示,circMYH8在细胞核和细胞质中都有表达,RNase R耐受性试验表明,circMYH8的稳定性高于其线性转录物;过表达circMYH8抑制了增殖标志基因的表达,EdU活性降低,而抑制circMYH8促进了增殖标志基因的表达,EdU活性上升,S期细胞比例上升。结果表明,牛circMYH8能显著抑制牛肌原代细胞增殖。

牦牛与犏牛睾丸支持细胞分离培养及生物学特性比较分析

旨在建立牦牛与犏牛睾丸支持细胞分离培养及鉴定方案,比较两种牛睾丸支持细胞的生物学特性。本研究分别采集24月龄的3头健康公牦牛与3头F1代公犏牛睾丸组织作为2个样品组,其中每组3个生物学重复,分别通过混合酶消化、差速贴壁和饥饿处理分离得到两种牛的睾丸支持细胞,采用DMEM高糖及DMEM/F12培养基培养睾丸支持细胞,筛选更佳的培养体系。采用碱性磷酸酶染色、油红O染色和免疫荧光染色鉴定细胞表型特征,利用CCK8和RT-qPCR法分别检测细胞的增殖活性和标志功能基因的表达,进一步通过不同浓度丝裂霉素C处理两类支持细胞来评价两牛种支持细胞的耐受性及其作为饲养层细胞的潜能。结果,经形态、特殊染色及标志基因表达鉴定,成功分离到牦牛与犏牛睾丸支持细胞,建立了牦牛与犏牛睾丸支持细胞体外长期培养方案。发现DMEM高糖培养基更适用于睾丸支持细胞的增殖,两牛种支持细胞形态相似、轮廓清晰、呈现多边形或长梭形,牦牛睾丸支持细胞的体外增殖速率及活性远高于犏牛。调节精原细胞增殖分化相关基因(胶质细胞源性神经营养因子(glial cell line derived neurotrophic factor,GDNF)和转化生长因子β1基因(transforming growth factor-β1,TGF-β1))的表达在犏牛支持细胞中分别下调了3.4与2.9倍(P<0.05),基质细胞源性因子12基因(stromal cell-derived factor 12,CXCL 12)的表达在犏牛上调了3.6倍(P<0.05);调节睾丸发育的SRY-盒包含蛋白9基因(sex determining region Y-box9,SOX 9)和睾丸支持细胞特异表达的Wilm肿瘤基因1(Wilms tumor gene1,WT 1)在犏牛支持细胞中的表达分别下调了25.9(P<0.01)与38.7倍(P<0.01)。与牦牛相比,犏牛睾丸支持细胞对于丝裂霉素C具有较差的耐受性,表现为细胞核质分界不清、胞质空泡化严重和悬浮死细胞增多。本研究成功建立了牦牛与犏牛睾丸支持细胞分离纯化与体外培养方案;与牦牛相比,犏牛睾丸支持细胞在增殖活性和睾丸生精细胞分化关键功能基因表达等方面均存在缺陷,这可能也是导致犏牛雄性不育的原因之一。

牦牛ACAA2基因克隆及组织表达分析

为获得牦牛ACAA2基因CDS区序列,研究该基因在牦牛不同组织中表达情况。利用RT-PCR方法克隆类乌齐牦牛ACAA2基因CDS序列并分析生物信息学,荧光定量PCR(qPCR)方法检测ACAA2基因在麦洼牦牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、胸肌和臀肌组织中表达情况。结果表明,ACAA2基因CDS序列全长为1194 bp,开放阅读框为1101 bp(GenBank登录号:MT861180),共编码366个氨基酸;同源性比对分析显示,牦牛和黄牛亲缘关系最近,其次是马,其ACAA2基因核苷酸序列同源性分别达92.0%和88.7%;ACAA2蛋白亲水性平均值为-0.127,不稳定指数(Ⅱ)为40.88,为不稳定蛋白;无信号肽和跨膜结构,属于非分泌蛋白;存在14个丝氨酸(Ser)、10个苏氨酸(Thr)和4个酪氨酸(Tyr)磷酸化位点;组织表达分析显示,ACAA2基因在牦牛肾脏和肝脏组织中表达差异极显著,在胸肌和臀肌中表达量最低。研究为初步探究ACAA2基因在牦牛脂肪代谢中作用提供理论依据。

牦牛肌钙蛋白Ⅰ基因家族的克隆及组织表达分析

为了克隆TNNI基因家族,预测其蛋白结构和功能,并分析其在牦牛不同组织中的表达差异,以0.5岁健康的类乌齐牦牛为试验材料,采用RT-PCR技术克隆牦牛肌钙蛋白Ⅰ基因家族的CDS区序列并进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR技术检测TNNI基因家族各成员的mRNA表达水平。结果表明,TNNI1、TNNI2和TNNI3基因CDS区大小分别为564,549,639 bp,分别编码187,182,212个氨基酸残基。预测分析结果显示:TNNI基因家族编码的蛋白质均为偏碱性蛋白,蛋白结构不稳定,均无跨膜结构域,无信号肽,属非分泌型蛋白;二、三级结构均以α-螺旋为主,均含有肌蛋白超家族保守结构域。系统进化树分析表明:类乌齐牦牛TNNI1基因与水牛的亲缘关系最近,其次是绵羊、黄牛,与小鼠亲缘关系最远;TNNI2和TNNI3均与黄牛、水牛的亲缘关系较近,与其他亲缘关系较远。实时荧光定量PCR结果显示,TNNI1和TNNI2基因在臀肌中的相对表达量最高,且TNNI1基因在心脏、肝脏和肺脏中的表达量显著高于TNNI2基因(P<0.05),TNNI3基因在心脏中表达量较高,而在肺脏、臀肌和肝脏中表达量低。

LncFAM200B对牦牛肌内前体脂肪细胞脂质沉积的影响

【目的】拟通过腺病毒介导的超表达及siRNA干扰试验,分析lncFAM200B对牦牛肌内脂肪细胞脂质沉积的影响,为解析lncFAM200B对牦牛肌内脂肪细胞脂质沉积的调控机制奠定基础。【方法】采集牦牛背最长肌组织,采用酶消化法和差速贴壁法分离牦牛肌内前体脂肪细胞;构建包装lncFAM200B超表达腺病毒,设计合成其siRNA干扰序列;通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析lncFAM200B超表达与干扰后脂肪分化标志基因PPARγ、C/EBPα、AP2,lncFAM200B潜在靶基因SIRT1、PTEN的表达水平;采用油红O染色、甘油三酯(TAG)测定、CCK-8检测等方法检测细胞内脂滴沉积情况、甘油三酯含量变化及细胞增殖情况。【结果】从牦牛背最长肌成功分离获得肌内前体脂肪细胞;lncFAM200B超表达后,脂肪分化标志基因C/EBPα、AP2表达量显著升高(P<0.05),随着诱导分化时间的增加,lncFAM200B潜在靶基因SIRT1表达量呈先降低后升高的趋势,PTEN表达量呈现先增高后降低趋势;细胞脂滴沉积显著增加(P<0.05),且胞内形成较大脂滴;超表达4 d后,细胞内甘油三酯含量显著增加(P<0.05)。干扰lncFAM200B可显著降低脂肪分化标志基因PPARγ、C/EBPα、AP2的表达水平(P<0.05),降低细胞脂肪沉积,且诱导分化第6天细胞内甘油三酯含量显著降低(P<0.05);干扰lncFAM200B后其潜在靶基因SIRT1呈现先升高后降低的表达趋势,PTEN则相反。CCK-8增殖实验表明,lncFAM200B超表达72 h后,细胞增殖效率显著降低(P<0.05),而干扰lncFAM200B后72 h后细胞增殖效率显著增强(P<0.05)。【结论】lncFAM200B可能通过影响脂肪分化标志基因C/EBPα和AP2,脂肪合成相关基因SIRT1和PTEN的表达从而影响牦牛肌内脂肪沉积,但其具体机制还需要进一步研究。

牦牛MDHⅠ基因多态性及其与生长性状的关联分析

本研究旨在探讨牦牛细胞质苹果酸脱氢酶(cytoplasmic malate dehydrogenase,MDHⅠ)基因的遗传多态性及其与生长性状的关联性,以期为牦牛优良性状选育提供参考依据。选取5个牦牛类群(共178头),采集耳组织样提取DNA并构建DNA池,对MDHⅠ基因所有外显子设计特异性引物进行扩增测序,用Mega 5.2筛查SNPs位点,直接测序法鉴定其基因型,利用PopGene 32进行χ^2独立性检测、基因纯合度(Ho)、基因杂合度(He)、有效等位基因频率(Ne)和多态信息含量(PIC)分析,利用SPSS 24.0分析MDHⅠ基因与牦牛生长性状间的关联性。结果表明,申扎牦牛、类乌齐牦牛、斯布牦牛、帕里牦牛和麦洼牦牛均在外显子8区域发现1个突变位点(G23093C),属同义突变,有3种基因型:GC、CC和GG,5个牦牛类群中,GC基因型为优势基因型(类乌齐牦牛中GG为优势基因型),G为优势等位基因(斯布牦牛除外),在斯布牦牛中,G和C基因频率相等。χ2适应性检验表明,申扎牦牛、类乌齐牦牛、斯布牦牛、帕里牦牛和麦洼牦牛均符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。MDHⅠ基因在申扎牦牛、帕里牦牛和斯布牦牛中属于高度多态(PIC>0.5),在麦洼牦牛和类乌齐牦牛中属于中度多态(0.25<PIC<0.5);纯合度最高的是申扎牦牛和类乌齐牦牛。关联性分析结果表明,MDHⅠ基因不同基因型对类乌齐牦牛、帕里牦牛和麦洼牦牛体重有显著性影响(P<0.05);且种间分析发现,MDHⅠ基因不同基因型对牦牛体重有显著性影响(P<0.05),说明该基因可作为人工选育的分子标记。

牦牛lncFAM200B的克隆鉴定、表达及生物信息学分析

旨在克隆鉴定牦牛lncFAM200B,为探索其在牦牛肌肉和脂肪发育过程中的调控作用奠定基础。以臀肌cDNA为模板,设计特异性引物扩增lncFAM200B全长序列,用在线软件CPC、CPAT对该lncRNA的编码能力进行预测,进一步通过原核表达试验鉴定其编码能力;采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对lncFAM200B进行组织表达分析,通过TargetScan 7.1和miRanda预测与lncFAM200B具有潜在相互作用miRNA的靶基因,利用DAVID在线软件对靶基因进行GO和KEGG分析。结果显示,牦牛lncFAM200B长度为531 bp;相较于普通牛多59 bp,编码潜能为-1.2874,且原核表达试验验证该lncRNA不具备蛋白编码能力,表明牦牛lncFAM200B确为lncRNA;组织表达谱研究表明,lncFAM200B在牦牛肺脏组织中表达量较高。与lncFAM200B具有潜在相互作用miRNA的靶基因,如Sirt1、SCD5、KLF9、PTEN和MYPN等,与肌肉和脂肪发育相关。为进一步探讨牦牛lncFAM200B在肌肉和脂肪发育中的生物学功能提供参考依据。

MMP-2和MMP-9基因在牦牛肌肉组织的表达分析

采用RT-PCR和DNA重组技术克隆牦牛基质金属蛋白酶MMP-2和MMP-9基因CDS区,检测0.5岁、1.5岁和2.5岁牦牛臀大肌和心脏组织中表达水平,作生物信息学分析。结果表明,①牦牛MMP-2和MMP-9基因CDS区长度分别为1983 bp和2137 bp,二者编码的蛋白质均为酸性亲水蛋白,无跨膜结构、含有多个磷酸化位点和糖基化位点;MMP-2与MMP-9主要分布区域不同;MMP-2为非典型分泌蛋白;MMP-2和MMP-9蛋白二级结构均以无规则卷曲为主;②牦牛MMP-2和MMP-9蛋白中甘氨酸、天冬氨酸和亮氨酸含量较高,此为牦牛肉质鲜美原因之一;③牦牛MMP-2和MMP-9基因序列与其他物种比对后,发现牦牛与黄牛亲缘关系最近,显示这两个基因可用于动物系统进化研究;④牦牛MMP-2和MMP-9基因在牦牛臀大肌和心脏组织中表达水平与年龄增长呈正相关。臀大肌组织免疫组化结果显示,MMP-2和MMP-9蛋白表达趋势与基因表达趋势相似,表明明胶类酶MMPs可能是肉质随年龄增大而改变的原因之一。

类乌齐牦牛全基因组RNA编辑位点预测及剖析

为揭示牦牛不同组织间受RNA编辑导致转录产物发生的差异变化,进而为牦牛的组织分化、系统遗传调控等研究提供候选基因。本研究以3头4.5岁类乌齐母牦牛的大脑、小脑、臀部脂肪以及肌肉组织作为试验材料,通过Illumina 4000测序平台对各组织表达产物进行扫描,利用SPRINT和JACUSA筛选差异的RNA编辑位点,分析RNA编辑位点的分类、注释以及变异风险评估等。结果发现了总计24 784个RNA编辑位点,其中在4个组织中均发现存在编辑事件的有4 015个位点;4个组织中的RNA编辑位点主要以A-G和T-C编辑类型为主;发现其中一个高风险编辑位点位于SON基因中,使该基因的翻译提前终止,这将导致该组织一些特定位点的RNA与DNA结合出现问题。本研究预测并分析了类乌齐牦牛大、小脑和臀部肌肉、脂肪组织中RNA编辑差异位点的类型和分布,为进一步研究牦牛组织分化和生长发育中重要的调控基因提供了新的参考。

牦牛MDHⅡ基因克隆表达及脂代谢候选基因关联性分析

旨在通过克隆牦牛MDHⅡ基因,探究其组织表达谱及与脂代谢候选基因的相关性,为进一步研究牦牛脂代谢机制提供基础数据。采集0.5,2.5,3.5,7.5岁4个年龄段的12头牦牛心脏、肝脏、肺脏、臀肌和臀脂组织总RNA并反转录成cDNA,实时荧光定量检测MDHⅡ表达量;随机选取12个与脂代谢相关的候选基因,采用实时荧光定量检测MDHⅡ在类乌齐牦牛臀肌、臀脂上的表达量,利用皮尔森系数法计算其与MDHⅡ基因表达量相关性。结果表明:牦牛MDHⅡ基因全长1 196 bp,CDS区长为1 017 bp,编码338个氨基酸,在进化上相对不保守;随年龄增长,MDHⅡ在各组织表达量下降,且在心脏上的表达量高于其他组织;除FABP2和VLDLR外的其余10个脂代谢候选基因在牦牛臀脂上的表达量均高于臀肌,MDHⅡ基因在臀肌上的表达量与脂代谢候选基因没有相关性,在臀脂上的表达量与CPT1基因呈显著负相关。本研究成功克隆得到牦牛MDHⅡ基因,其与脂代谢候选基因CPT1显著相关,推测该基因可能参与脂代谢调控,为进一步研究牦牛脂代谢机制提供了理论参考。

牦牛CTGF基因克隆、蛋白功能及组织表达分析

为获得牦牛CTGF基因的CDS区序列及其编码蛋白的结构和功能,并研究该基因在肾脏、心脏、肺脏、肝脏和臀肌等组织中的mRNA表达水平。以类乌齐牦牛为研究对象,采取RT-PCR方法获得类乌齐牦牛CTGF基因CDS序列,荧光定量PCR(qPCR)方法检测该基因在其5个组织中的mRNA表达水平。结果显示:牦牛CTGF基因含2个CpG岛,开放阅读框长度为1050 bp(登录号:MT968972),可编码349个氨基酸,CTGF编码蛋白存在信号肽,为水溶性不稳定的表面蛋白,共存在21个磷酸化位点和7个糖基化位点,在内质网和微体(过氧物酶体)中分布较多,有3个完整的保守功能结构域。荧光定量结果显示,CTGF基因在类乌齐牦牛肾脏、心脏、肺脏、肝脏和臀肌组织中均有表达,且在肝脏中表达水平最高。旨在为CTGF基因在调控牦牛肌肉生长发育方面提供参考数据。

类乌齐牦牛RNF216基因的克隆及组织表达分析

【目的】为获得类乌齐牦牛环指蛋白216抗体(ring finger protein 216,RNF216)基因的CDS区序列,并研究RNF216基因在类乌齐牦牛不同组织中的表达情况。【方法】试验以0.5岁龄类乌齐牦牛为试验材料,采用RT-PCR方法克隆牦牛RNF216基因CDS序列并进行生物信息学分析,利用荧光定量PCR(qPCR)方法检测RNF216基因在臀脂、臀肌、肝脏、肺脏、心脏和脾脏等组织器官中的表达情况。【结果】RNF216基因CDS区全长2610 bp,开放阅读框序列长2223 bp,共编码740个氨基酸。RNF216基因编码蛋白为不稳定亲水酸性蛋白,无信号肽和跨膜结构,主要分布在细胞核中。理化性质分析显示,牦牛RNF216蛋白存在24个丝氨酸、8个苏氨酸和9个酪氨酸磷酸化位点。一致性比较和进化树分析显示,牦牛与黄牛的遗传距离最近,与鼠类的遗传距离最远,且在进化过程中保守性强。组织表达分析显示,RNF216基因在类乌齐牦牛肺脏中的表达水平最高,其次是脾脏,然后是臀脂,在臀肌中的表达水平最低。【结论】本研究为进一步了解RNF216基因在调控牦牛肌肉生长发育方面提供参考数据。

circRNA在骨骼肌中的研究进展

环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类不具有5’端帽子和3’端poly(A)尾巴的共价闭合的环形RNA分子,主要分为外显子circRNA、内含子circRNA和外显子-内含子circRNA 3大类,具有miRNA“海绵”、调控基因转录、蛋白质翻译等功能。本文就circRNA的形成机制、生物学功能及其在猪、牛、绵羊等动物骨骼肌中的研究进展进行简要总结,发现circRNA在动物骨骼肌生长发育过程中具有重要调控作用,并提出circRNA改善动物遗传素材的展望,以期为今后探索circRNA在动物肌肉生长发育中的调控机制提供参考。

TNNI1、TNNI3在麦洼牦牛横纹肌中的表达分析

为探索TNNI1、TNNI3在麦洼牦牛横纹肌中的表达模式,选取不同年龄麦洼牦牛臀肌、心肌组织,观察其形态学变化,开展了不同年龄麦洼牦牛TNNI1基因在臀肌组织中的表达趋势及与肌纤维性状的关联分析,同时对TNNI1、TNNI3在心肌中的mRNA和蛋白差异表达及蛋白定位进行了相关性分析。结果表明,随着牦牛年龄增长,肌纤维直径及密度存在一定特征性变化,其中肌纤维直径随年龄的增长显著增加,肌纤维密度则发生相反的变化。成年牦牛TNNI1基因在臀肌组织中的mRNA表达水平显著高于犊牛及断奶犊牛,变化趋势具体为成年牛>犊牛>断奶犊牛;且臀肌中TNNI1 mRNA表达水平与肌纤维直径极显著正相关,与肌纤维密度显著负相关。TNNI1在心肌中的mRNA表达水平随牦牛年龄的增大而降低,而TNNI3则表现为先升高后降低的趋势,且TNNI1在犊牛期mRNA表达水平最高,TNNI3则随年龄增长呈上调趋势。TNNI1、TNNI3蛋白在心肌组织中的表达量随牦牛年龄的增长逐渐减小,且TNNI3 mRNA表达量随牦牛年龄的增长逐渐降低,与蛋白表达趋势一致。TNNI1、TNNI3对不同年龄麦洼牦牛肌肉组织的生长发育具有显著调控作用,且在不同年龄牦牛肌肉组织中的表达水平存在差异。

藏黄牛与宣汉黄牛心脏miRNA表达谱比较

【目的】miRNA作为一类非编码RNA,广泛参与机体多种生命活动,研究旨在挖掘miRNA在藏黄牛和宣汉黄牛心脏组织中的差异miRNA,为进一步研究藏黄牛低氧适应的分子机制提供基础数据。【方法】随机选取健康的藏黄牛和宣汉黄牛各3头,迅速采集其心脏组织,使用Trizol法提取RNA,琼脂糖凝胶电泳切胶选取18-30nt的片段,连接3’端和5’端,反转录后进行扩增,凝胶电泳切胶纯化后建立藏黄牛和黄牛各3个文库,利用Illumina HiSeq4000测序平台进行高通量测序;将测序得到的序列进行过滤,比对GenBank和Rfam数据库,筛选出藏黄牛和宣汉黄牛的差异miRNA,进行功能注释及信号通路富集分析;随机选择8个miRNAs,利用实时荧光定量PCR检测其在心脏组织的表达量,以验证测序数据的准确性。【结果】藏黄牛和宣汉黄牛心脏组织的高质量读值的序列分别为17 463 446条和13 662 812条,干净读值为16 552 296条和12 055 304条,且在藏黄牛和宣汉黄牛中高质量核酸序列长度富集最多的均是21nt,分别为37.5%和32.1%;且共筛选出219个差异miRNAs,其中48个显著上调,171个显著下调;GO功能注释得到差异miRNA靶基因分子功能中显著富集的条目有22条,如,GO:0005488(结合)、GO:0005515(蛋白质结合)和GO:0043167(离子结合);细胞组分中显著富集的条目有20条,如,GO:0005623(细胞)、GO:0044464(细胞组分)和GO:0005622(细胞内);生物过程中显著富集的条目有13条,如,GO:0035556(细胞内信号转导)、GO:0032774(RNA生物合成过程)和GO:0006351(转录,DNA模板化),KEGG信号通路分析得到差异表达miRNAs靶基因显著富集到胰岛素信号通路(139个靶基因)、mTOR信号通路(38个靶基因)和HIF-1信号通路(92个靶基因)等232个信号通路中,其中有12个靶基因共同作用于这3个信号通路,说明miRNAs可能通过这3个信号通路,共同参与藏黄牛低氧适应性的调控;随机选取8个miRNAs进行荧光定量验证,其表达趋势与测序结果表达趋势基本一致,表明高通量测序数据可信度较高。【结论】得到了miRNA在藏黄牛与宣汉黄牛心脏组织中的表达谱,为揭示藏黄牛低氧适应性的调控机制研究奠定了基础。