DHPLC系统工作原理及其应用

变性高效液相色谱(DHPLC)是一种高通量筛选DNA序列变异的新技术,从该仪器设备的组成、工作原理、基本操作方法、主要技术特点等作一综述,并对其在基因组领域的应用如SNP分析、双链DNA片段分析、微卫星分析、mRNA定量分析、引物纯度检测等方面及在医学、遗传学方面的应用作了较详细的综述。     

猪的骨骼肌生长发育研究进展

瘦肉率对生猪产业来说是一个极其重要的经济指标,而这一指标完全取决于骨骼肌的生长发育。因此,猪骨骼肌生长发育机理的研究是十分必要的。然而,在早期由于各种因素的限制,猪骨骼肌单个基因的研究一直进展缓慢;相反,以小鼠为模型,其骨骼肌单基因的功能研究却取得了较大进展。在这一时期,影响肌决定和肌分化的基因,如MRFs家族和MEF2家族相继被发现,这些基因在猪的肌肉发育中也发挥着同样的作用。然而,这些结果并不能很好地揭示骨骼肌发育过程中复杂的基因间互作关系。随着近年来芯片和测序技术的不断发展,更多人试图从整个转录谱的水平来阐述猪肌肉发育的分子机理,并且也取得了较大的进展。为了对猪骨骼肌生长发育有一个更为清晰的认识,该文将以目前猪骨骼肌生长发育研究结果为基础,同时结合模式动物小鼠骨骼肌单基因的研究成果,对猪的骨骼肌生长发育分子调控机理进行详细的阐述。     

利用ZFN敲除转基因猪细胞中多拷贝EGFP基因

锌指核酸酶(zinc finger nuclease,ZFN)是由特异性识别DNA的锌指结构域和Fok I切割结构域组成,能够在基因组特定位点上切割DNA,引起DNA双链断裂(double-strand break,DSB).通过DSB修复机制,可以使基因修饰的效率比传统方法提高102~104倍.目前,利用ZFN对动物内源基因进行敲除的研究较多,但对转基因动物中外源多拷贝基因进行敲除的报道较少.本研究首先利用荧光定量PCR法对本实验室培育的两头转基因猪中增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)基因的拷贝数进行鉴定,发现其拷贝数分别为11.95和17.36拷贝;然后将靶向EGFP的一对ZFN转染进拷贝数为17.36的EGFP转基因猪的成纤维细胞中,并通过流式和CEL-1酶切方法检测敲除效率.结果表明,转染400 ng、800 ng和1 200 ng ZFN的切割效率分别为0.97%、1.39%和1.76%,可见随着转染ZFN剂量的增加,ZFN的切割效率逐渐提高.但是,不发绿色荧光的细胞比例却没有明显提高,因此认为,ZFN敲除转基因动物中多拷贝基因的效率还是比较低.     

混合家系遗传参数估计方法研究

针对混合家系遗传参数估计,本文在假定公畜方差组分和母畜方差组分相等这一理论基础上,通过对方差分析的期望均方组成分析,提出了新的遗传力估计方法,以及某些特殊情况下的近似估计方法。通过一个估测实例比较了几种遗传力估计方法,结果表明,本文方法与全同胞组分估计最为接近,而且遗传力标准误最小,本文近似估计方法的效果也较好。对各种方法而言,资料越不平衡其差异越大。本文方法可以在一定程度上弥补全同胞分析时,因实际资料的公母畜方差组分差异过大的缺陷,具有实际可行性。此外,由于本文方法是用单因方差分析解决二因方差分析问题,计算更为简便,并可免于计算混合家系平均亲缘相关系数。     

编辑MSTN半胱氨酸节基元促进两广小花猪肌肉生长

肌生长抑制素(myostatin,MSTN)是转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)家族成员之一,是一种肌肉生长抑制因子。解除MSTN的生长抑制功能是提高畜禽肌肉产量的一种有效途径。TGF-β的半胱氨酸节结构基元(cystine knot motif)能够稳定MSTN蛋白结构,对MSTN生物学功能的发挥具有重要调控作用。本研究应用CRISRP/Cas9基因编辑技术在两广小花猪肾细胞(Liang Guang small spotted pig kidney cells,LPKCs)中对MSTN基因外显子3进行编辑,破坏了其半胱氨酸节基元,以解除MSTN对靶基因的抑制功能。将流式分选获得的混合阳性MSTN编辑LPKCs作为供体细胞进行核移植和胚胎移植,获得8头MSTN基因编辑两广小花猪仔猪,其中2头存活至10日龄,经鉴定这2头均为基因编辑杂合子,它们在构成MSNT蛋白半胱氨酸节基元的两个半胱氨残基C106和C108编码序列附近分别发生碱基的缺失与替换,导致移码突变,使C106和C108突变为其他氨基酸。MSTN基因编辑两广小花猪杂合子肩部和臀部肌肉较为发达。H&E切片分析显示,MSTN基因编辑猪肌纤维横截面积显著减少,肌纤维数量显著增多。Western Blot分析结果显示,C106和C108缺失对MSTN蛋白表达无显著性影响,但显著促进其靶基因Myf5、MyoD和Myogenin等成肌相关因子的表达。本研究获得的基因编辑猪模型没有造成MSTN表达完全缺失,可保留MSTN其他生物学功能,在促进两广小花猪肌肉生长的同时还消除了MSTN完全缺失可能对小花猪造成的潜在影响。     

猪脂肪前体细胞分化过程中聚脂相关基因的表达模式

本实验采用胶原酶消化法分离猪皮下脂肪前体细胞,用含850 nmol/L 胰岛素和50 nmol/L地塞米松的诱导培养液进行诱导,采用油红O提取法测定了细胞中的甘油三酯含量,同时采用实时定量RT-PCR方法检测了细胞分化过程中聚脂相关基因的表达.结果显示:转录因子PPAR γ和C/EBP β在诱导后12 h即迅速表达,SREBP-1 mRNA表达水平在诱导后12 h出现显著下调,随后逐渐升高,96 h达到最高水平;脂肪合成相关酶基因GPDH、FAS、ACC和LPL呈现出与SREBP-1相似的表达模式;脂肪酸转运相关基因aP2、FAT、FATP1与VLDLR的表达量随着细胞分化过程的延长而不断增加,并且与细胞内甘油三酯的含量变化高度相关.本实验结果表明,PPAR γ、C/EBP β和SREBP-1可能是调控猪脂肪前体细胞分化的关键转录因子.猪皮下脂肪组织在聚脂过程中,在分化早期可能以脂肪细胞自身合成脂肪酸为主,而后期则主要依赖细胞外脂肪酸的跨膜转运.这些结果可能有助于揭示脂肪细胞的分化调控规律.     

猪F2设计资源家系中4条染色体微卫星标记分析

利用中国地方猪种蓝塘猪(16头母猪)与外来品种长白猪(8头公猪)按F2设计建立资源家系, 根据美国肉畜中心(USDA-MARC 2.0)公布的猪连锁图谱, 在1、4、7和8号染色体上间隔10~20 cM选择一个微卫星标记, 共31个标记, 采用WAVEÒ核苷酸片段分析系统和ABI 377 DNA序列分析仪检测资源群体的P、F1和F2代个体微卫星的基因型, 对其基因频率、杂合度和多态信息含量等进行统计分析。结果发现: 利用ABI 377检测的猪1、4和8号染色体上的有效微卫星标记21个, 其中13个标记的18个等位基因片段大小超过了网上已报道的结果, 发现新等位基因的标记占62%; 在31个微卫星标记中, 杂合度(h)在0.043~0.7855之间, 总平均杂合度为0.6460, 其中70%座位的h>0.60; 总平均多态信息含量(PIC)为0.5949, 有77.4%位点的PIC>0.5。统计分析结果表明, 选用的微卫星标记能够较好地提供标记信息, 为进一步在该家系中进行猪重要性状的QTL定位打下了良好的基础。     

采用微卫星标记分析13个中外牛品种的遗传变异和品种间的遗传关系

本研究应用联合国粮农组织(FAO)和国际动物遗传学会(ISAG)推荐的10对微卫星引物,结合荧光–多重PCR技术,检测了10个中国地方黄牛品种和3个外来牛品种的基因型。通过计算基因频率、多态信息含量和遗传杂合度,以Nei’s遗传距离和Nei’s标准遗传距离为基础,采用非加权组对算术平均聚类法构建了聚类图,分析了13个牛品种的群体内遗传变异和群体间遗传关系。并以聚类分析和群体结构分析为基础,将13个中外黄牛品种分为三类:Ⅰ类属于普通黄牛品种,包括延边牛、沿江牛、长白地方牛、蒙古牛、阿勒泰白头牛、哈萨克牛、复州牛和西藏牛;Ⅱ类属于含有瘤牛血统的黄牛品种,包括日喀则驼峰牛和阿沛甲咂牛;Ⅲ类属于外来牛品种,包括德国黄牛、西门塔尔牛和夏洛来牛。研究结果为加强我国地方黄牛品种种质特性研究以及地方牛品种资源的保护与利用提供了科学的依据。     

DHPLC对猪肌肉组织差异表达EST的鉴定

采用DHPLC系统和Labwork4．0图像分析软件,对大白猪和广东地方品种蓝塘猪眼肌组织差异显示EST进行鉴定,两种方法均证实了差异显示条带的真实性。结果表明：用DHPLC系统能够准确而简捷的检测不同组织中mRNA表达的差异,是1种鉴定基因表达差异的有效方法,在研究基因表达,比较不同环境条件下动物组织的mRNA表达差异等方面具有广阔的应用前景。     

PI3K/AKT抑制剂渥曼青霉素对猪前体脂肪细胞增殖和凋亡的影响

为探寻PI3K/AKT抑制剂渥曼青霉素(Wortmannin,WM)对猪前体脂肪细胞增殖和凋亡均无影响的适宜浓度,文章首先分离并验证了猪原代前体脂肪细胞的分化潜能,然后对不同浓度渥曼青霉素处理11 d的细胞采用Annexin V-FITC/PI双标法检测细胞凋亡,并通过凋亡相关基因的表达以及DNA损伤程度进行验证,同时利用甲烷硫代磺酸盐(Methanethiosulfonate,MTS)检测了细胞的增殖活性。结果表明,100 nmol/L渥曼青霉素对猪前体脂肪细胞的增殖和凋亡均无显著影响,而200 nmol/L的渥曼青霉素对猪原代脂肪细胞的增殖活性虽没有显著影响,但对细胞凋亡有显著促进作用。研究发现,处理后促凋亡因子caspase8和TNFR1表达显著上调,非caspase依赖促凋亡因子GZMA表达无显著性差异,而GZMB表达则显著上调,抗凋亡因子Bcl-x1表达显著上调,cFLIP表达则无显著性差异。100 nmol/L的渥曼青霉素对细胞DNA的损伤不显著。因此,100 nmol/L的渥曼青霉素对猪前体脂肪细胞的增殖和凋亡均无显著影响,是在不影响细胞生长的情况下研究PI3K通路对脂肪细胞分化的较为理想的浓度。