翘嘴鲌胰岛素样生长因子-Ⅰ的克隆及序列分析

为探讨胰岛素样生长因子-Ⅰ(Insulin like growth factor-Ⅰ, IGF-Ⅰ)对于翘嘴鲌(Culter alburnus)生长性状的影响, 对其DNA序列进行了克隆。翘嘴鲌IGF-Ⅰ全长14567 bp, 由5个外显子和4个内含子组成。其5个外显子长度分别为298、160、182、36 和1360 bp。推测的阅读框为486 bp, 编码由161个氨基酸组成的IGF-Ⅰ前体蛋白。前体肽由信号肽、成熟肽、E肽三部分组成, 其中信号肽44个氨基酸, 成熟肽70个氨基酸, E肽47个氨基酸。成熟肽由B、C、A、D四个区域组成, 其中B结构域和A结构域的保守性最高, 在这2个区域包含由6个半胱氨酸残基形成的3个二硫键。翘嘴鲌B区域还包含保守的IGF-Ⅰ受体识别序列(PheB23-TyrB24-PheB25)。E肽的长度表明翘嘴鲌IGF-Ⅰ属Ea-2型。同源性分析表明翘嘴鲌与鲤科鱼类的IGF-Ⅰ编码氨基酸同源性较高, 为94%—100%, 但在聚类分析中翘嘴鲌并不是首先和鲌亚科的鱼类聚集在一起。Real-time qPCR组织特异性表达结果显示IGF-Ⅰ mRNA在肝脏组织中的表达量最高, 脾、心脏、精巢、脑次之, 肾、鳃、胃和卵巢中表达量较低。翘嘴鲌IGF-Ⅰ基因4个内含子长度分别为1170、9364、251 和1746 bp。相对外显子来说, 种间内含子变异较大, 其中第三内含子变异最大。翘嘴鲌IGF-Ⅰ基因中包含6个微卫星, (GATG)₅AATAT (ATAG)₁₁位于第一内含子中, (CT)₈、(TTA)₅、(AC)₁₃、(TG)₁₂和(ATT)₅位于第二内含子中。其中4个微卫星位点具有多态性, 将它们在120尾同塘养殖的翘嘴鲌中进行基因型与生长性状的关联性分析, 均未达到显著水平(P>0.05)。结果为进一步研究该基因的表达、功能及其转录调控特征奠定了分子基础。     

四引物扩增受阻突变体系PCR技术及其在动植物遗传育种研究中的应用

四引物扩增受阻突变体系PCR(Tetra-primer amplification refractory mutation system PCR,Tetra-primer ARMS PCR)技术是一种在普通PCR基础上发展起来的单核苷酸多态性(SNP)分型技术。该项技术综合了扩增受阻突变体系(Amplification refractory mutation system,ARMS)和四引物PCR(tetra-primer PCR)技术的优点,是对等位基因特异性PCR法的改良。它具有操作简便、分型快速、费用低廉等特点,在国内外生命科学领域尤其是遗传育种领域的应用越来越广泛。本文介绍了四引物扩增受阻突变体系PCR的技术原理及优势、结果检测手段和反应体系改进方法,并在此基础上对该技术在遗传育种研究中的应用进行综述。     

翘嘴鲌Sox9基因的克隆及CpG岛甲基化与基因表达的关系

为了揭示翘嘴鲌(Culter alburnus)性别决定与分化的作用机制, 进而更好地发展性别控制育种技术, 研究重点分析了Sox9基因在翘嘴鲌性腺分化过程中的作用。通过RT-PCR和RACE方法获得了翘嘴鲌2个旁系同源基因Sox9a和Sox9b的cDNA序列: Sox9a全长1642 bp, 编码458个氨基酸; Sox9b全长1673 bp, 编码456个氨基酸。序列分析表明两者相似度达到73.95%, 编码HMG盒区域极其保守。蛋白质次级结构预测显示Sox9a和Sox9b除了保守的HMG盒结构域外, 还存在2个核定位信号; 两者的三维结构都存在多个螺旋结构。系统进化树分析发现翘嘴鲌Sox9a与罗非鱼关系最近, 但Sox9b形成单独的一支。利用实时荧光定量PCR技术分析了翘嘴鲌Sox9a和Sox9b基因在各成体组织中的表达水平, 结果显示Sox9a在脑和精巢中表达量最高, 其次是肌肉、鳍条、眼睛和卵巢, 在肾脏、脾脏、肝脏中相对较低; Sox9b只在脑、鳍条、眼睛和精巢中检测到一定水平的表达。通过重亚硫酸氢盐DNA测序方法分析了翘嘴鲌性腺组织Sox9a启动子CpG岛甲基化修饰模式, 结果显示在精巢中CG位点几乎不发生甲基化, 然而卵巢中的甲基化程度非常高。这些结果表明启动子CpG甲基化可以调控Sox9a的性别异形表达, 表观遗传修饰在翘嘴鲌性腺发育过程中可能具有重要的生物学功能。     

翘嘴鲌胰岛素样生长因子igf3基因的克隆及表达分析

为研究翘嘴鲌(Culter alburnus Basilewsky)胰岛素样生长因子(Insulin-like growth factor 3, igf3)基因在性别调控过程中的作用, 基于分子克隆手段RT-PCR和RACE技术相结合方法扩增到翘嘴鲌igf3基因完整cDNA序列, 利用qRT-PCR技术检测其在不同组织中的表达水平, 最后通过甲基化检测方法比较分析了翘嘴鲌性腺组织igf3基因组水平的CpG岛修饰水平。实验结果显示igf3 cDNA序列全长901 bp, 包含92 bp的5′端非编码区和203 bp的3′端非编码区, 开放阅读框606 bp, 编码201个氨基酸。序列分析显示, 类似于其他IGF家族成员igf1和igf2, igf3同样存在保守的特征结构域, 主要划分为前体信号肽、B、C、A、D和E区。igf3基因在翘嘴鲌不同组织中的表达水平差异明显(P<0.05), 在卵巢中表达量最高, 其次是精巢组织, 而在脑、心脏、脾脏、肝脏、肌肉和肾脏中表达丰度极低。甲基化检测结果显示在卵巢中CG位点几乎不发生甲基化, 然而精巢中的甲基化程度非常高, 这与其表达水平正好呈负相关。研究结果表明igf3可能参与了性腺的形成或功能维持, igf3基因组启动子区域的DNA甲基化修饰与其在性腺组织的二态性表达特征关系密切。