绵羊多胎性状的主效基因研究进展及在畜牧业中的应用

绵羊多胎性状主要受主效基因的控制。研究绵羊多胎性状主效基因,不但能够阐明已了解的多胎羊生理和遗传机理,得出多胎性状遗传模式,而且有助于家畜的选种选育,提高绵羊繁殖力。文章综述了绵羊多胎性状主效基因国内外的研究进展以及在畜牧业中的应用,旨在为绵羊多胎品种的分子选育提供参考。     

绵羊多胎主效基因研究进展

绵羊存在影响多胎性状的主效基因。BMPR-IB的突变体FecB对排卵数的增加具有增强效应,GDF-9的突变体FecGH和FecI及BMP-15的突变体FecXI、FecXH、FecXG、FecXB、FecXL和FecXR均为纯合子不育,杂合子增加排卵数,而GDF-9的突变体FecGE只有纯合子增加排卵数。Woodlands和Lacaune是遗传方式已知的多胎主效基因。Woodlands是与X染色体连锁的母系印迹基因,Lacaune与FecB类似对排卵数的增加具有增强效应。主效基因突变体单拷贝增加排卵数的效应具有差异性,FecB和FecXL的效应最高可增加1.5个,Woodlands最低可增加0.4个。研究绵羊多胎性状主效基因不仅有助于家畜的选种选育,提高绵羊繁殖力,而且为研究哺乳动物的繁殖机制开拓了新的方向。文章综述了绵羊多胎主效基因的来源、定位、表型、作用机制以及我国绵羊品种多胎主效基因的研究现状,旨在为深入研究绵羊多胎主效基因的作用机制及为绵羊多胎品种的选育提供参考。     

myostatin基因打靶的成肌细胞制备

Myostatin(MSTN), β-转化生长因子超家族的一员,是肌肉生长的负调控因子,该基因自然突变的比利时蓝牛和皮尔蒙特牛出现双肌性状。基因敲除该基因,是实现家畜产肉量的提高的有效方法。通过建立无启动子打靶载体MSTN-GFP, MSTN-neo,转染新生和胎儿绵羊骨骼肌细胞,经过表达绿色荧光蛋白报告基因和G418筛选获得骨骼肌细胞克隆,PCR,Southern blot,DNA序列检测获得阳性细胞克隆,为制备myostatin基因敲除的体细胞克隆绵羊提供核移植供体。     

绵羊基因组研究进展

过去几年中,家畜基因组计划取得了巨大进展。已经构建了猪、鸡、牛、绵羊、马、鹿的遗传图谱,其遗传标记间距在5～20cM。这些图谱对于家畜中与重要经济性状相关的基因或遗传标记的鉴定非常重要。该文从绵羊的基因图谱、比较图谱、重要经济性状基因及QTL定位方面对绵羊基因组的研究进展作了简要阐述。 Abstract:During the last few years,advances in livestock genome projects have been remarkable.Species-specific genetic maps exist for pig,chicken,cattle,sheep,horse,and deer with marker intervals of 5 to 20 cM.These maps have been essential for the identification of genes and genetic markers associated with importantly economic traits in livestock.In this paper,advances of gene map,comparative map,the genes for importantly economic traits and quantitative trait loci (QTL) mapping were briefly introduced in sheep.     

CRISPR /Cas9基因编辑技术在山羊和绵羊中的应用研究进展

CRISPR/Cas9系统是近年来新兴的一种基因编辑技术,可将特定DNA基因序列敲除、插入或定点突变,具有快捷、高效、精准、特异性高等特点,广泛地应用于遗传育种、生物医药和基因工程等研究领域。山羊和绵羊是重要的经济家畜动物和实验动物,利用CRISPR/Cas9基因编辑系统对羊进行遗传修饰,将加速品种改良,提高动物生产性能,获得更加优质的农副产品。主要对CRISPR/Cas9基因编辑技术的概述、作用机理及在羊乳"人源化"改造、提高肉品质、改善毛纤维质量等方面的应用研究进展及发展前景作简要阐述,以期为相关科研人员提供参考。     

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…     

放牧家畜类型对内蒙古典型草原植物多样性和群落结构的影响

放牧家畜是调控草原植物多样性的重要因素, 探究不同家畜类型及其放牧行为下植物多样性的响应, 有助于全面理解草原植物多样性维持机制。该研究以内蒙古大学野外实验基地放牧控制实验为平台, 研究了中等放牧强度下不同家畜类型(牛、山羊、绵羊)及其选择性采食和聚集性放牧行为对植物α、β和γ多样性以及群落结构的影响。结果表明: (1)中等强度放牧牛、山羊和绵羊均在一定程度上提高了植物α、β和γ多样性。其中, 牛对植物多样性的提升作用最大且具有显著性。(2) 3种家畜放牧均显著改变了植物群落结构。绵羊的选择性采食导致下层优势物种糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)的相对多度显著降低, 使其与牛或山羊放牧导致的群落结构变化趋势相反。(3) 3种家畜具有不同的牧草选择和放牧聚集行为。牛和山羊放牧使上层优势种羊草(Leymus chinensis)和大针茅(Stipa grandis)以及下层优势种糙隐子草地上生物量均显著降低, 而绵羊放牧仅使糙隐子草地上生物量显著降低。此外, 牛的采食空间聚集性显著低于山羊和绵羊。(4)植物多样性随上层或下层优势种地上生物量增加而显著降低或呈下降趋势, 表明放牧家畜能够通过抑制优势种生物量来提高植物多样性。(5)植物多样性随家畜采食空间聚集程度增加而显著降低或表现出下降趋势, 说明较低的放牧聚集性有利于植物多样性的维持。该研究表明, 内蒙古典型草原植物多样性保护和持续管理体系需要同时考虑放牧强度和家畜类型的影响。     

不同毛色绵羊皮肤中MC1R的差异表达及定位

MC1R基因与黑色素细胞的功能、皮肤的色素沉着和皮肤癌风险相关。本研究MC1R基因在不同毛色绵羊皮肤组织中的差异表达及定位,以探索MC1R基因对皮肤色素生成方面的重要作用,确定其与毛色形成的相关性。采用荧光定量PCR方法和免疫印迹方法分别检测不同毛色绵羊皮肤中MC1R基因m RNA水平和蛋白水平的表达差异;运用免疫组织化学法对不同毛色绵羊皮肤组织中的MC1R基因进行定位。荧光定量PCR结果显示MC1R m RNA在所有绵羊皮肤组织中都表达,在全黑绵羊皮肤中的相对表达量为537.91±150.36**,在花黑和花白绵羊皮肤中的相对表达量分别为27.95±9.3**和4.19±0.57**,而在全白绵羊皮肤中的相对表达量为1.03±0.27;免疫印迹结果显示所有绵羊皮肤组织蛋白中均存在与MC1R反应的阳性条带,MC1R在全黑绵羊皮肤组织中的相对蛋白含量为6.3±0.21**,在花黑和花白绵羊皮肤组织中的相对蛋白含量分别为2.74±0.24**和1.55±0.1**,而在全白绵羊皮肤组织中的相对蛋白含量为1±0.15;免疫组织化学结果显示MC1R蛋白主要表达部位为绵羊皮肤组织毛囊的基质、根鞘等区域。试验表明不同毛色绵羊皮肤组织均正常表达MC1R基因,但其表达水平存在差异,全黑绵羊皮肤中MC1R m RNA和蛋白的表达量显著高于其它三种毛色绵羊,综上可知MC1R基因影响绵羊黑白花毛色的形成,而且真黑素的合成依赖于MC1R的表达水平。     

蒙古绵羊 tnp1基因cDNA全编码区的克隆及序列分析

过渡蛋白1基因(tnp1)是圆形精子细胞特异表达的基因.绵羊tnp1基因的DNA序列至今尚未报道.为了开展绵羊圆形精子细胞标记基因的研究,根据其他物种tnp1基因cDNA的保守序列设计引物,从成年蒙古绵羊睾丸中提取总RNA,采用RT-PCR和分子克隆方法,克隆了蒙古绵羊tnp1基因cDNA全编码区.该基因cDNA 长246 bp,包含一个168 bp的ORF,编码含有54个氨基酸的多肽链.DNA序列测定结果与牛的核苷酸序列比对,同源性为94.0%.绵羊tnp1基因的cDNA克隆和序列测定为进一步研究绵羊精子发生过程奠定了基础.     

应用RGS双荧光替代性报告载体提高CRISPR/Cas9对猪BMP15基因的打靶效率

我国是家猪养殖和消费大国,提高母猪的繁殖力对于促进我国生猪产业的发展具有重要的作用。排卵率和产仔数是影响家畜繁殖力的关键因素,其中BMP15 (bone morphogenetic protein 15)基因已被鉴定是控制绵羊排卵数和多胎性状的一个主效基因,然而目前在家猪BMP15基因中尚未发现类似绵羊多胎品系的天然突变。基于高等哺乳动物基因功能的保守性和CRISPR/Cas9(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9)等基因组编辑技术对动物基因组定点修饰的高效性,应用CRISPR/Cas9技术对家猪BMP15基因进行精确的遗传修饰,使家猪获得类似多胎绵羊的天然突变,对于研究该基因对家猪繁殖力的影响以及培育高繁殖力家猪新品系具有重要的意义。本研究通过CRISPR/Cas9对长白猪胎儿成纤维(porcine embryonic fibroblasts, PEF)细胞中BMP15基因进行打靶,T7E1分析显示打靶效率仅有5%。随后通过共转染RGS双荧光替代性报告载体(RFP-GFP surrogate reporter),并应用流式细胞术分选出双荧光细胞,富集到基因组被CRISPR/Cas9修饰的细胞,使基因打靶效率提高至18%。本研究结果表明,应用RGS双荧光替代性报告载体可以有效提高CRISPR/Cas9在PEF细胞中对BMP15基因的打靶效率,为今后通过体细胞核移植技术培育BMP15基因编辑猪进行了有效的探索。     

Fec基因及BMPR-IB基因的突变特性与生物学意义

FecB基因位于Booroola绵羊的常染色体上,具有提高排卵率和产羔数等生物学作用。FecB基因已被定位在绵羊6号染色体6q23~q31的狭窄区域内,并且已从分子水平上找到了控制Booroola绵羊排卵数的主效基因。本文详细阐述了近年来对FecB基因的定位及分子生物学作用机制方面的研究进展。     

绵羊胎儿成纤维细胞体外培养及转基因研究

目的用增强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因转染体外培养绵羊胎儿成纤维细胞,探讨绿色荧光蛋白对绵羊胎儿成纤维细胞生物学特性的影响.方法体外分离培养绵羊胎儿成纤维细胞,经脂质体介导EGFP基因转染第一代成纤维细胞,G418筛选10～12*!d,挑选转基因单克隆细胞,传代培养,进行细胞形态观察、生长曲线以及染色体核型分析,并进行了培养细胞性别鉴定.结果整合有EGFP基因的绵羊胎儿成纤维细胞生物学行为与未转染外源基因的细胞无明显差别,根据荧光强度可直接反应外源基因的表达量.结论 EGFP基因作为体内报告基因可用于转基因细胞的研究,并将整合有EGFP基因的转基因细胞为克隆动物提供核供体奠定了基础.     

本土绵羊品种GH与IGF-1基因多态性分析

生长性状是绵羊育种中关注的重要性状.GH和IGF-1基因已被证明是影响动物生长发育的重要候选基因.因此,了解中国本土绵羊GH和IGF-1基因的遗传多样性,将为提高本土绵羊的生产效率、制定遗传育种和品种改良措施奠定基础.本研究以本土绵羊品种呼伦贝尔羊、藏羊、湖羊、阿勒泰羊、小尾寒羊和滩羊为主要研究对象,以澳白羊为参考,通...     

动物遗传工程

9俘1204遗传工程有助于防治病害〔会,英〕/Ward,K.A。…了Feedstuffs一2993,65(39)一14,16~17〔译自DBA,1993,12(22),93一12904〕 讨论了遗传工程技术在防治家畜疾病中的潜在价值。提出了遗传工程改良动物产率所需的步骤: (1)鉴定出获得理想表型所需特性的蛋白;(2)分离出编码相关蛋白的基因;(3)修饰基因在宿主动物中表达;(4)修饰基因转移到宿主;(5)鉴定和评估基因在转基因动物中的表达;(6)建立育种工程。澳大利亚的CSIRO应用这些原理:通过N宕eotia九a to哪e儿tos‘form‘5 JL丁质酶cDNA在转基因绵羊中的表达生产抗肉蝇绵羊,胧氨酸生…     

羊慢病毒及其抗性基因研究进展

羊慢病毒也称小反刍动物慢病毒, 主要包括绵羊梅迪–维斯纳病毒和山羊关节炎–脑炎病毒, 二者主要感染绵羊和山羊, 目前该病在世界范围内流行并给养羊业带来很大的经济损失。研究表明, 不同绵羊品种对慢病毒易感性存在差异, 这种差异表明易感性不同的绵羊可能存在遗传多样性的差异。全基因组关联分析发现绵羊跨膜蛋白TMEM154 (Transmembrane protein 154)基因中的一个点突变E35K与抗病力高度相关, 可以作为绵羊抗病选育的分子标记。文章详述了绵羊TMEM154基因E35K突变对抗病力的影响和当前慢病毒抗病基因研究概况, 包括锌指家族、趋化因子受体CCR5、三重基序蛋白TRIM5α、载脂蛋白B mRNA剪辑酶催化多肽样蛋白3、多能发育相关基因2和4, 并简要介绍了羊慢病毒特征和我国羊慢病毒病的流行状况, 以期为我国绵羊养殖业和抗病选育提供参考。     

藏绵羊PPARα基因遗传变异特征及组织表达分析

PPARα(Peroxisome proliferator activated receptorsα)基因参与调控线粒体脂肪酸β氧化,在能量代谢中具有重要作用,是动物高原低氧适应的主要候选基因之一。本研究采用PCR-SSCP和测序方法检测2个品种(藏绵羊,湖羊) PPARα基因P1区核苷酸变异及遗传特征。采用实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR, qRT-PCR)检测藏羊与湖羊心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、骨骼肌6个组织的相对表达量。检测表明:在扩增区域发现2个SNPs (c.515-22AG, c.515-10CT)对应的等位基因A、B。基因频率在2个群体间具有统计学意义(p0.01),藏绵羊的优势基因型为AB,湖羊优势基因型为AA。推测AB基因型个体可能更有利于藏绵羊适应高原低氧环境,可作为藏绵羊低氧适应选育的分子标记。PPARα基因在2个绵羊的6个组织中均有不同程度的表达且具有品种间差异性。PPARα基因在藏绵羊心脏的表达量极显著的低于其余5个组织(p0.01),而2个品种间,藏绵羊各组织的表达量均低于湖羊,其中在心脏、肝脏、肺脏3个组织表达量极显著的低于湖羊(p0.01)。本研究可丰富绵羊基因组学内容,为藏绵羊低氧适应研究提供基础数据。     

家畜体细胞克隆中核重编程机理研究进展

体细胞克隆在绵羊、山羊、牛、猪等家畜中获得了成功,但目前的克隆效率非常低。克隆效率低使家畜体细胞克隆技术在畜牧业生产及其他领域的应用受到极大的限制,问题的根源在于对体细胞克隆中核重编程的分子机理缺乏了解。供体细胞核移入去核的卵母细胞后,必须经过后成表观遗传修饰的重编程,从而恢复供体细胞核的全能性,才能保证重构胚的正常发育及个体的正常生长。本文从移植核的重构、DNA甲基化总体改变、组蛋白修饰、X染色体失活、端粒长度和端粒酶活性恢复、印迹基因及其他与发育相关基因的表达及核重编程的影响因素等几个方面探讨了体细胞克隆中的核重编程机理,为克隆效率提高的方法研究提供理论依据。     

绵羊GDF9和BMP15基因多态性检测

以绵羊GDF9基因FecG^H突变和BMP15基因FecX^B和FecX^G突变为候选基因,采用PCR—RFLP方法研究其在湖羊、夏洛来、陶赛特、萨福克、中国美利奴肉用多胎品系、中国美利奴羊和罗米丽羊7个品种中的多态性．结果发现,湖羊群体中存在GDF和BMP15基因的FecG^H和FecX^B突变,但发生率极低,分别为0．645％(2／310)和0．968％(3／310)：而其它品种中则没有发现GDF9和BMP15基因的相应突变．这一发现对于建立绵羊基因标记辅助选择方法具有重要意义．     

无标记转Fat-1基因真核表达载体的构建及转基因绵羊细胞系的建立

为了建立无筛选标记基因的转Fat-1基因绵羊细胞系,本研究将PCR克隆得到的Fat-1基因,合成的attB、Loxp序列并克隆入pN1-EGFP框架载体,得到可删除筛选标记基因的pEGFP-N1-Fat-1真核表达载体。体外转录合成phiC31整合酶mRNA并与线性化的pEGFP-N1-Fat-1载体共转染绵羊胎儿皮肤成纤维细胞,G418筛选得到表达绿色荧光的单克隆,再利用pET-28a-His-NLS-TAT-Cre质粒诱导Cre重组蛋白表达,将纯化后的Cre穿膜肽转导表达绿色荧光的单克隆细胞,将荧光淬灭的细胞系扩繁,提取基因组DNA,进行PCR及测序鉴定,得到无标记转Fat-1基因绵羊胎儿皮肤成纤维细胞系,为生产无筛选标记基因的转基因绵羊奠定基础。