牦牛Myf-5基因的克隆测序及其系统进化研究

本研究对牦牛(九龙牦牛)的生肌决定因子5(Myf-5)基因进行了T-A克隆测序和分析,并与多个物种的相应基因编码区核苷酸序列、氨基酸序列进行了比对分析,构建了物种间的系统进化树.结果 表明:①牦牛的Myf-5基因大小为3313 bp,由3个外显子和2个内含子组成,与普通牛等9个物种比较,在基因大小上有较大的差异,但外显子和内含子的组成一致.②牦牛、大额牛、瘤牛、水牛、普通牛、人、恒河猴、黑猩猩、狗、家鼠、软体贝壳、鸡、斑马鱼等物种间Myf-5基因编码区的核苷酸序列同源性较高,其中,牦牛、大额牛、瘤牛、水牛、普通牛间的同源性最高,达98.4%以上,说明Myf-5基因编码区核苷酸序列在动物物种间具有较高的保守性.③牦牛、大额牛、瘤牛、水牛、普通牛、黑猩猩、恒河猴、人、狗、家鼠、软体贝壳、鸡、斑马鱼等物种间Myf-5基因编码蛋白的氨基酸序列具有较高的同源性,保守性强,这一结果与编码区核苷酸序列的比对结果基本一致.④根据核苷酸序列,用NJ法构建的牦牛、大额牛、瘤牛、水牛、普通牛、人、恒河猴、黑猩猩、狗、家鼠、软体贝壳、鸡、斑马鱼等13个物种的分子系统进化树显示:牦牛、普通牛、瘤牛、水牛和大额牛在较近的亲缘关系下聚为一大类,人、黑猩猩和恒河猴聚为另一大类,然后这两类再和其他物种相聚.这一分类结果与各物种的动物学分类结果和血液蛋白、mtDNA水平上的聚类结果基本一致,支持牦牛、普通牛和瘤牛3个物种间不应该是属间或亚属间关系,而应是同一属下的不同种,将牦牛、普通牛和瘤牛划分在同一个属--牛属(Bos),而将水牛划分在另一个单独的属的观点.同时也显示该基因序列适合用于动物学分类.     

虎纹蛙四个Sox基因的克隆及序列分析

参照人SRY基因HMG－box保守区的序列,设计一对兼并引物,扩增了虎纹蛙的Sox基因,并对扩增产物进行了克隆和测序。结果在雌雄个体中共筛选出四个不同的Sox基因,其序列与人相应SOX基因的相似性分别为92％、94％、985和98％。本研究为探索虎纹蛙的性别决定机制提供了分子资料。     

牦牛CAPN2基因的电子克隆及生物信息学分析

目的:对牦牛CAPN2基因进行电子克隆和序列分析,以期为进一步研究牦牛该基因与其肉质性状相关性以及基因结构和表达奠定理论基础。方法:利用人的CAPNA2基因cDNA序列为探针,在EST数据库进行同源性筛选,运用CAP3进行拼接得到完整序列并结合生物信息学进行序列分析。结果:牦牛CAPN2基因全长3 200bp,包含一个2 103bp的开放阅读框,共编码700个氨基酸;牦牛CAPN2的核苷酸序列与普通牛、羊、马、猪、小鼠、鸡、人相应序列间的一致性分别为99%、97%、90%、87%、85%、79%、90%。经聚类分析,牦牛首先与普通牛聚在一起,然后与羊、猪聚为一类;人与小鼠聚为一类;这两类相聚为一大类后,再依次与马、鸡相聚,其结果与以往的生物学分类结果一致。牦牛CAPN2基因编码蛋白的分子式为C3569H5503N255O1082S26,相对分子质量为79 935.2,理论等电点PI为4.86。结论:牦牛与普通牛、羊、马、猪、小鼠、鸡、人在CAPN2基因的编码序列具有较高有一致性。该基因编码的蛋白为位于细胞质中的水溶性蛋白。     

牛科动物HSL基因序列分析及其分子进化研究

在对牛科中4种动物即牦牛、瘤牛、普通牛和水牛HSL基因外显子Ⅰ部分核苷酸序列进行测定的基础上,与Gen-Bank中其他物种相应基因核苷酸序列、氨基酸序列进行了比对分析,并构建了牦牛与其他物种间分子系统进化树。结果表明:牦牛与普通牛、瘤牛、水牛、猪、人、小鼠、大鼠7个物种HSL基因外显子Ⅰ部分核苷酸序列间保守性较高,同源性大小依次为99.8%、99.6%、97.4%、90.6%、88.4%、83.5%、82.3%。相应氨基酸序列间保守性更高,同源性分别为100%、100%、98.2%、94.0%、92.2%、89.8%、89.8%。牦牛与各物种该基因部分核苷酸序列间碱基变异类型主要表现为碱基转换和颠换,无碱基插入和缺失发生,碱基转换的频率高于颠换的频率;在核苷酸水平上的多数碱基替换都是同义替换;序列间单碱基变异位点大多出现在同一位点,多发生在密码子第3位,其次是第1位,最少发生在第2位,符合分子进化的中性学说。HSL基因外显子Ⅰ部分核苷酸序列进行多序列对位排列构建的各物种间分子系统进化树结果表明,普通牛和瘤牛首先聚为一类,再分别与牦牛、水牛、猪、人聚类,最后与大鼠、小鼠聚为一类。该聚类结果与动物学上的分类结果一致,表明HSL基因外显子Ⅰ部分核苷酸序列适合于构建物种间分子系统进化树。研究表明,牦牛、普通牛和瘤牛3个物种间的遗传距离大小相近,牦牛和水牛间的遗传距离与普通牛、瘤牛和水牛间的遗传距离大小相当。牦牛、普通牛和瘤牛3个物种间的遗传距离远小于它们各自与水牛这一物种的遗传距离,它们三者之间的亲缘关系也相对于它们各自与水牛间的亲缘关系都较近,故将牦牛、普通牛和瘤牛划分在同一个属——牛属(Bos)更为合理。     

水牛SRY基因的克隆及序列分析

根据荷斯坦牛SRY基因设计一对引物,采用聚合酶链式反应（PCR）技术,以中国沼泽型水牛（Swamp Buffalo）基因组DNA为模板,扩增得到SRY（Sex Deterimation region of Y chromosome）全序列约2005bp,其中1-504bp为5’启动子区,1196-2005bp为3’侧翼序列,在505-1195bp为SRY的外显子,编码229个氨基酸。在SRY HMG box区域设计探针,用地高辛标记后分别与雄性、雌性水牛基因组DNA进行Southern 杂交,结果显示该段序列只在雄性DNA样本中有杂交信号,证明SRY基因为雄性特异。BLAST比对结果显示与牛属动物SRY基因的同源性为96％,其中SRY基因HMG box区域同源性高达99%,说明SRY基因具有高度的进化保守性     

国内信息

中国牦牛生长激素基因测序与多态性的研究成果西南民族学院生命科学技术学院研究人员欧江、钟金城和赵益新等研究了中国牦牛生长激素基因的这一课题。他们采用了PCR产物直接测序法 ,获得了牦牛生长激素基因 (GH基因 ) 891bp序列。他们用Gen Bank中的Blastn软件进行序列比较分析 ,结果表明 ,牦牛GH基因与普通牛GH基因的同源性为 98% ,它与水牛、山羊、绵羊的同源性分别为 96 %、94 %、93% ;用 5种反刍家畜NJ法构建的分子系统树显示出牦牛的亲缘关系与普通牛的关系最近 ,其次与水牛的也近 ,但与山羊、绵羊的亲缘关系较远 ,说明中国牦牛…     

牦牛血红蛋白β链基因的克隆及序列分析

从麦洼牦牛脊髓中提取总RNA,利用RT-PCR技术扩增血红蛋白β链基因,获得了513bp的cDNA,连接到PMD-18载体,进而转化到TOP-10感受态细胞中进行克隆测序。测序结果显示:牦牛血红蛋白β链基因与普通牛相比,序列相似率为99%,存在4个碱基的差异,并导致49、116和134位的3个氨基酸改变。     

牦牛MC4R基因及其蛋白结构预测分析

根据普通牛MC4R基因序列设计同源引物,扩增克隆牦牛MC4R基因,对牦牛与普通牛MC4R基因及其蛋白结构进行生物信息学分析。与普通牛MC4R基因相比,牦牛在该基因存在5个多态位点,其中3个在密码子第3位,2个位点在密码子第1位;4个牦牛个体中有1个与其他个体存在2个变异位点且在密码子第3位;牦牛与普通牛在MC4R蛋白2个氨基酸的差异只引起两物种MC4R蛋白二级结构组分的细微差异。MC4R蛋白在牦牛和普通牛之间保守性较强,MC4R基因可能在哺乳类数百万年的进化历程中受到较强的进化抑制或净化进化。为研究MC4R基因在牦牛食欲控制、体重调节、脂肪沉积和能量平衡调节等方面提供基础资料。     

雄牛特异的SRY同源序列的扩增和分析

利用人、兔、鼠SRY序列设计引物,应用PCR扩增牛的SRY序列,获得200bp的雄牛特异的扩增片段。克隆该扩增片段,获得重组质粒pCH21,进行序列分析,并与人、兔和鼠SRY的对应区域比较,具有高度同源性。用pCH21 DNA作探针与牛的基因组DNA酶切图谱杂交,显示了雄牛特异的I．7kb的杂交带。分析200bp的PCR扩增片段是牛的SRY基因片段。用同一对引物扩增人和山羊的DNA样品,也获得雄性特异的200bp的扩增片段。     

牛β-酪蛋白5′端上游调控序列的克隆和序列分析

该文用PCR扩增了牛β－酪蛋白基因5′－端上游调控序列,并对其进行了克隆和序列分析。采集成年母牛肝,提取DNA。在牛β－酪蛋白基因外显子1和上游调控区内设计引物,扩增其上游调控序列。两条引物长均为19个核苷酸,引物间跨度为635bp。以牛肝DNA为模板,进行PCR扩增,扩增产物在2％琼脂糖凝胶上电泳,可见特异的目的条带。从凝胶中回收目的片段,克隆到pGEM－T载体中。重组质粒提取DNA,进行序列分析。测序结果与文献发表的类似序列相比,仅有4个碱基不同,同源性达99．4％。表明获得了牛β－酪蛋白基因5′－端上游调控序列的克隆。     

乌龟Sox基因的克隆及测序

参照人SRY基因HMG-box保守区的序列,设计1对兼并引物,扩增了乌龟（Chinemys reevesii)的Sox基因,并对扩增产物进行了克隆和测序,结果在雌雄个体中均筛选出4个不同的Sox基因,无性别差异性;其DNA序列和编码的氨基酸序列与人相应的SOX基因的相似性分别为92%、91%、84%、92%和100%、93%、98%、98%,显示出高度的保守性。     

一例性反转畸形SRY基因片段的扩增、克隆和核苷酸序列分析

在哺乳动物中,位于Ｙ染色体上的指导雄性性别分化的基因被命名为睾丸决定因子（Ｔｅｓｔｉｓ－ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｆａｃｔｏｒ,ＴＤＦ）１９９０年６月分离获得的ＳＲＹ基因（Ｓｅｘ－ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｒｅｇｉｏｎｏｆｔｈｅＹ）被认为是ＴＤＦ基因最好的候选者［１－４］。ＳＲＹ基因为单拷贝,位于Ｙ染色体短臂末端１Ａ１Ａ区,靠近假常染色体配对区（ＰＡＰＲ）的交界处,其部分顺序编码８０个保守性氨基酸组成的多肽。本实验使用与ＳＲＹ基因相应的引物,利用ＰＣＲ技术以一例性反转畸形病人的基因组ＤＮＡ为模板分离ＳＲＹ基因保守区顺序,并将特异扩增出的此ＳＲＹ基因片段重组到质粒ｐＵＣ１２中,得到含有ＳＲＹ基因片段的克隆。经测序表明其ＳＲＹ基因保守顺序上有Ｔ→Ｃ（Ｓｅｒ→Ｐｒｏ）突变。ＳＲＹ基因的存在及其突变可能是导致性反转畸形发病的原因。     

Complete sequence of the yak (Bos grunniens) mitochondrial genome and its evolutionary relationship with other ruminants

The yak (Bos grunniens) is the most important domesticated species in the Qinhai-Tibetan Plateau. In present study, the complete sequence of the yak mitochondrial genome was determined. Sequence analysis revealed that there are no differences with cattle in the yak mitochondrial genome organization. Interestingly, within the D-loop, the conserved sequence blocks are less conserved than surrounding regions. Neighbor-Joining (NJ) trees based on single genes, gene sets and concatenated genes of mitochondrial genome were constructed. The analysis identified the yak as a sister group of a cattle/zebu clade. Based on substitutions in 22 tRNA genes, 12S rRNA gene and 16S rRNA gene, the dating of divergence between yak and cattle/zebu, and yak and water buffalo, was proposed to have occurred 4.38-5.32 and 10.54-13.85 million years before present, respectively. This is consistent with the paleontologyical data. Yak and sheep/goat divergent dating predicts that their divergence occurred at 13.14-27.99 million years before the present day.     

46,XY女性性反转患者SRY基因的两个新突变类型

Y染色体上的性别决定区域——SRY基因作为睾丸决定因子,可以调控男性性别发育过程。SRY基因是一种转录因子,属于带有高迁移率族蛋白家族,该家族成员包含能与DNA结合的HMG盒基序。已知SRY基因的缺失和点突变是造成XY女性性反转的病因之一。通过筛查10位中国46,XY女性性反转病人SRY基因的开放阅读框区域,探寻新的突变类型。用标准方法从外周血中抽提gDNA,通过聚合酶链式反应扩增SRY基因中部的609bp的DNA片段。扩增后的PCR片段被克隆到pUCm-T载体中,在ABI377-3自动测序仪上完成测序。运用限制性内切酶酶切分析的方法验证DNA测序的结果。结果表明,在两个患者的SRY基因中分别发现了新的核苷酸点突变,并都导致氨基酸替代。一个突变发生在SRY基因的5’端HMG盒外的核苷酸第113位腺嘌呤(A)被鸟嘌呤(G)取代,并导致谷氨酸被甘氨酸替换;另一个突变是第387位核苷酸发生T被A替换,该突变引起第129位的酪氨酸变成终止密码,她父亲的SRY序列被证明是正常的野生型。通过查询文献和人类基因突变数据库(HGMD),这两个突变都是以前未见报道过的新型SRY基因突变,并使因核苷酸替换引起SRY基因突变总数增加到45。     

中国人SRY基因的分离、克隆和核苷酸序列分析

睾丸决定因子基因(Testis-determining factor,TDF)位于Y染色体短臂上,它的表达产物诱导睾丸组织的发生。SRY基因(Sex-determining Region of the Y)位于Y染色体的性别决定区内,许多特征显示SRY就是TDF。我们选用与SRY基因相应的引物,用PCR技术对正常人男女各10例的基因组DNA进行扩增。将特异扩增的男性SRY基因片段重组到质粒PUC12中,得到含有中国人SRY基因片段的克隆,命名为PSY-1、PSY-2。用[~(32)p]标记重组质粒中的SRY基因片段作探针,与PCR结果进行Southern杂交,男性样品均显示特异杂交带,女性样品为阴性。用末端终止法测定克隆的SRY基因片段的全部核苷酸序列为299bp,含有SRY基因中高度保守及功能特异性区域的240bp,我们对此进行了讨论。     

Mitochondrial DNA sequence diversity and origin of Chinese domestic yak

In order to clarify the origin and genetic diversity of yak in China, we analysed mitochondrial DNA (mtDNA) control region sequences (approximately 891 bp) in 52 individuals from four domestic yak (Poephagus grunniens) breeds, as well as from a hybrid between yak and cattle (Pianniu). Twenty-five samples were further selected for partial (420 bp) cytochrome b sequencing based on control region sequence information. Two yak samples shared sequences with Chinese cattle (Bos taurus); the remaining yak mtDNAs converged into two major clades in the phylogenetic analysis. Genetic diversity varied substantially among the breeds, with the hybrid Pianniu yak demonstrating the highest diversity. Our results suggest that the Chinese yak was domesticated from two distinct matrilineal sources or from a heterogeneous pool containing both divergent lineages, with occasional gene introgression from cattle.     

Characterization of Bovidae sex-determining gene SRY

In mammals, testis determination is under the control of the sex-determining gene SRY. This Y-linked gene encodes a protein with a DNA binding domain similar to those found in high-mobility-group proteins. Here we report the cloning and sequences of the SRY genes of yak and Chinese native cattle. Our data show that SRY genes in Bovidae are less divergent, especially in the coding and 3'' regions.     

成年核移植山羊生长相关基因的表达分析

体细胞核移植过程有可能影响克隆动物生长相关基因尤其是印迹基因的表达水平。本研究运用同源引物 PCR 扩增、RACE 技术并结合同源克隆策略, 克隆了 7 个山羊生长相关基因包括 3 个印迹基因(H19、IGF2 和 IGF2R)和 4 个非印迹基因(IGF1、IGF1R、GHR 和 GHSR)的完全 CDS 或者部分 cDNA 序列, 经生物信息学技术确认后, 用荧光实时定量 PCR 对 8只成年克隆山羊中这些基因的表达水平进行分析, 结果表明 3 个印迹基因中 IGF2R 基因表达水平极显著高于对照组的自然繁殖山羊(P<0.01), 而 H19 和 IGF2 的表达则没有很大区别; 4 个非印迹基因中只有 IGF1R 的表达水平极显著高于对照组(P<0.01), IGF1、GHR 和 GHSR 的表达与对照组相似。表明即使在表型正常的成年克隆动物也存在一定的表观遗传异常。通过对获得完全 CDS 和 3′UTR 的 IGF2 基因经过生物信息学分析表明, 山羊 IGF2 基因包含一个 540 bp 的开放阅读框 (ORF)编码 179 个氨基酸。IGF2 基因 cDNA 序列和氨基酸序列以及其它基因部分序列比较分析表明, 山羊所有这些基因与绵羊的同源性要高于同牛的同源性。