鸽源冠状病毒核衣壳基因克隆及分子进化分析

目前最新研究发现, 冠状病毒除能感染鸡、火鸡外,也能感染孔雀、鹧鸪、海鸟、灰雁、野鸭、野鸽等多种禽类[4-5].2005年初笔者从以呼吸锣音、上呼吸道粘液异常增多、气管壁出血、胰脏肿大充出血和肺脏出现肉样病变为主要特征的病鸽中分离到1株病毒,通过形态学观察、动物回归试验、鸡胚接种试验、血凝特性试验等证实为冠状病毒,暂命为PSH[2].本研究对PSH N基因进行了克隆和序列分析,其目的一方面是为揭示该病毒N结构基因的变异特点和该病毒的遗传演化规律;另一方面为进一步研制出快速诊断试剂和安全有效的基因工程疫苗及防治鸽源冠状病毒病奠定良好的基础.     

鸽源冠状病毒核衣壳基因克隆及分子进化分析

目前最新研究发现,冠状病毒除能感染鸡、火鸡外,也能感染孔雀、鹧鸪、海鸟、灰雁、野鸭、野鸽等多种禽类[4-5]。2005年初笔者从以呼吸锣音、上呼吸道粘液异常增多、气管壁出血、胰脏肿大充出血和肺脏出现肉样病变为主要特征的病鸽中分离到1株病毒,通过形态学观察、动物回归试验     

甘肃马鹿myogenin基因克隆、序列结构特征预测及其分子系统进化分析

根据GenBank中公布的绵羊、水牛、猪、小鼠及人的肌细胞生成素基因(myogenin)DNA序列,设计了3对引物,采用PCR扩增和克隆技术,首次从甘肃马鹿血液基因组中获得了myogenin基因序列,并利用生物信息学方法对甘肃马鹿该基因核苷酸及其编码氨基酸序列的结构特征进行初步预测和分析,进一步基于该基因氨基酸序列构建了15个物种的分子系统进化树。结果表明,获得的甘肃马鹿myogenin基因序列大小为3168bp(GenBank登录号:FJ746497),包括3个外显子、2个内含子、部分5'UTR和3'UTR,其序列包括1个684bp的开放阅读框,编码227个氨基酸,myogenin蛋白理论分子质量为25.2493kDa,PI为5.68,不稳定系数是66.22,属于酸性不稳定蛋白质。进一步分析发现,该序列不含有信号肽和跨膜区域,含有11个广泛磷酸化位点,第1～136个氨基酸为甘肃马鹿myogenin基因bHLH保守结构功能域,二级结构以无规则卷曲和α-螺旋为主。序列相似性及分子系统进化分析显示,甘肃马鹿myogenin基因与反刍动物山羊、绵羊和水牛的亲缘关系最近。甘肃马鹿myogenin基因的克隆及序列结构特征的生物信息学预测为进一步探讨鹿科动物肌肉生长发育的分子调控机理奠定了理论基础。     

广西巴马小型猪presenilin-1基因克隆及多态性分析

本研究的目的是寻找广西巴马小型猪presenilin-1基因SNP位点,并确定各基因型频率。利用RT-PCR的方法扩增并克隆presenilin-1基因,通过测序和对比确定SNP位点,RFLP方法分析100头近交系和封闭群的广西巴马小型猪的基因组DNA,确定该突变位点的分布情况。结果显示,成功克隆广西巴马小型猪presenilin-1基因CDS区全长并确定T188C错义突变位点,SNP检测确定,在33头近交系中TT型占93.9%,TC型占6.1%;在67头封闭群中TT型占64.2%,TC型占35.8%,在封闭群和近交系中均未发现CC基因型。本研究成功验证了presenilin-1基因的SNP位点,为下一步研究presenilin-1基因T188C突变位点的功能奠定基础。     

鳙Sox基因克隆及序列进化分析

利用简并引物SoxN和Sox9在鳙基因组DNA中进行PCR扩增和产物克隆测序,并对序列进行同源性比较和系统进化分析。结果表明本文鉴定出鳙15个Sox基因HMG盒序列,分别属于SoxB、SoxC和SoxE组,依据斑马鱼同源基因将其分别命名为Sox1a、Sox1b、Sox2、Sox3、Sox4a、Sox4b、Sox9a、Sox9b、Sox10、Sox11b、Sox12、Sox14a、Sox14b、Sox19和Sox21a。基于鳙和斑马鱼 Sox1、Sox4和Sox9 基因核苷酸序列构建的系统进化树显示这3个Sox基因的复制时间发生在鳙和斑马鱼的分化之前,结果支持了鱼类特异的基因组复制假说。以Sox1a、Sox1b和Sox4基因为分子钟标记构建系统进化树探讨鳙和斑马鱼的分化时间,结果显示,同属于鲤科鱼类的鳙（鲤亚科）和斑马鱼（鱼丹亚科）在原始的鱼丹亚科鱼类中存在一个共同祖先,大约出现在63.7百万年前。研究结果为进一步研究鱼类Sox基因复制和基因组进化等问题提供了重要参考资料。       

苋菜IRT1基因克隆、序列及表达分析

通过对镉超积累苋菜品种天星米铁转运蛋白基因( IRT1)的克隆、序列及表达分析,旨在为植物修复镉污染土壤奠定基础.依据同源克隆原理,通过RACE技术克隆苋菜IRT1基因及生物信息学方法分析基因序列结构和功能,Northern杂交研究基因表达.苋菜IRT1基因cDNA全长1135 bp,包含完整的阅读框,编码322个氨基酸.苋菜IRT1蛋白与已知铁转运蛋白相似性在53.70％-63.04％,具有铁转运蛋白典型的功能结构特征,即N端含有1个信号肽、氨基酸序列上具有完整的ZIP家族功能结构域( Pfam:Zip)和7个跨膜结构域(TMs).苋菜IRT1蛋白还具有1个COG0428超级家族(转运二价金属离子功能)、2个蛋白激酶C磷酸化位点和2个酪蛋白Ⅱ磷酸化位点.低铁胁迫时苋菜根中IRT1基因表达量增加,加镉处理没有改变IRT1基因表达量.因此,推断苋菜IRT1基因是ZIP家族的一员,具有转运二价金属离子功能,将基因在GenBank中注册,序列号为:GU363501,命名为AmIRT1.     

草鱼Annexin A4基因克隆、表达特性及进化

草鱼(Ctenopharyngodon idellus)Annexin A4基因克隆于肝肾cDNA文库,该cDNA全长为1307bp,其中,5′非编码区为104bp,3′非编码区为237bp,开放阅读框为966bp,编码321个氨基酸。草鱼Annexin A4编码的蛋白质N端由15个氨基酸残基组成,C端具有4个重复序列,每个重复序列都有一个Ⅱ型钙结合位点,在第4个钙结合位点中包含一个"KGD"序列。Annexin A4在草鱼肝、肾、脾、心、鳃、肠中的表达量均较高,而肌肉和脑中不表达;PolyⅠ:C诱导后,其表达均有所下调。系统发育树显示,草鱼Annexin A4与斑马鱼(Danio rerio)的进化距离最近。适应性进化分析没有检测到正选择位点,表明Annexin A4非常保守,受到强烈的功能约束。     

牛凝乳酶原基因克隆及序列的进化分析

利用RT-PCR克隆获得牛凝乳酶原基因的cDNA序列, 测序后与GenBank中凝乳酶原基因进行序列比对和生物信息学分析。序列比对统计分析显示, 该基因为牛凝乳酶原B基因, 与已知牛和其他哺乳动物的凝乳酶原基因具有很高的同源性,18种哺乳动物凝乳酶原基因密码子一、二、三位点的碱基偏倚度分别为：6.227、1.042和1.456。这表明该基因具有整体保守性和突变位点偏倚性两个特征, 可以作为哺乳动物系统进化的研究对象。采用多种方法构建的该基因系统进化树一致表明, 偶蹄动物与灵长动物的亲缘关系比偶蹄动物与啮齿动物的亲缘关系更近, 比偶蹄动物与食肉动物的亲缘关系更远, 并且18种哺乳动物的亲缘关系与动物种系进化关系一致, 为哺乳动物系统进化关系研究提供了分子水平的佐证和依据。     

马铃薯抗晚疫病基因Rpi-blb2的LRR区域多态性及分子进化分析

马铃薯抗晚疫病基因Rpi-blb2是来源于马铃薯野生种Solanum bulbocastanum中的一个具有广谱抗性的NBS-LRR类抗病基因。文章用PCR的方法从20个高抗晚疫病的马铃薯栽培种和20个高感晚疫病的马铃薯栽培种以及7个马铃薯野生种中克隆了Rpi-blb2基因的LRR区段。采用生物信息学方法对这些序列的相似性、多态性位点、核酸多样性指数等参数进行了分析,发现Rpi-blb2的LRR区域在核酸水平上变异程度很高,而且存在多处热点突变位点;通过对该区域的Ka/Ks值进行估算,发现Rpi-blb2的LRR区域总体上受到纯化选择,功能保守,但是LRR区域的不同部位所受到的选择压力却不尽相同。同时,从核酸水平来看,Rpi-blb2基因的LRR区域在马铃薯栽培种和马铃薯野生种之间没有发现明显的分化。     

家鸡G蛋白偶联受体161的基因克隆、分子进化和组织表达

G蛋白偶联受体161(GPR161)是G蛋白偶联受体家族孤儿受体家族成员,在哺乳动物晶状体发育调节和神经胚形成中具有重要作用。近年来研究发现该蛋白罕见地拥有类似支架蛋白的结构特征,暗示其信号转导机制不同于其他G蛋白偶联受体。本研究以家鸡Gallus gallus为动物模型,探究GPR161基因序列信息、分子遗传进化关系以及其组织表达图谱。家鸡GPR161基因编码区序列全长1 566 bp,编码具521个氨基酸的前体蛋白。序列分析显示,家鸡GPR161基因编码区与人Homo sapiens、小鼠Mus musculus、斑马鱼Danio rerio的氨基酸相似度分别为83.0%、82.6%、65.8%。分子进化遗传分析结果显示,GPR161基因在家鸡与斑马鱼的进化关系比家鸡与人或小鼠都更为疏远。利用荧光定量PCR探究家鸡GPR161基因在各组织的表达分布,结果显示,家鸡GPR161基因mRNA在精巢或卵巢、大脑、心脏、肌肉中有较高表达。本研究是鸟类中关于GPR161基因的首次报道,研究结果为进一步探究GPR161基因在鸟类中的生理效应提供参考。     

版纳微型猪近交系CATSPER3基因克隆、序列及发育进化分析

获得版纳微型猪近交系(BMI)CATSPER3基因部分编码区序列,通过生物信息学分析其氨基酸序列和进行不同物种间的同源性比较。以版纳微型猪近交系的公猪睾丸为材料提取RNA,RT-PCR方法扩增CATSPER3基因部分编码区序列,利用在线分析软件进行生物信息学分析。结果显示,扩增出CATSPER3基因部分编码区序列。生物信息学分析表明,推导氨基酸序列,编码蛋白分子量为19.397 3 k D,理论等电点为5.05;在氨基酸组成上,酸性氨基酸(Asp+Glu)有24个、碱性氨基酸(Lys+Arg)有16个,其中以亮氨酸(Leu)占13.3%、缬氨酸(Val)占9.6%、苏氨酸(Thr)占9.0%、苯丙氨酸(Phe)占8.4%、谷氨酸(Glu)占7.2%,天冬氨酸(Asp)占7.2%等含量较高。在核苷酸相似度上与普通猪相似度最高,与山羊核苷酸的相似度较低;分子系统进化树表明与非近交系猪同处于一个分支中,亲缘关系较近,与山羊和绵羊亲缘关系较远。     

犬MC1R基因的分子进化分析

黑素皮质素1型受体 (melanocortin 1 receptor, MC1R)基因具有调节哺乳动物细胞黑色素形成的作用, 因此被认为是影响犬毛色的重要候选基因。基于NCBI数据库上发表的犬等10个动物种MC1R的氨基酸序列和cDNA序列, 利用生物学软件和网络信息资源, 对犬等10种脊椎动物进行了分子进化分析。结果表明: (1) 基于MC1R氨基酸序列的聚类分析显示, 10个物种明显归为2类, 7个哺乳动物种为一紧密类群, 鸡与斑马鱼和河豚为一松散类群, 该聚类结果与公认的动物分类及进化关系密切吻合; (2) PAML的Branch模型预测显示, 犬、猪、猫在与牛的分化过程中MC1R受到正向选择作用(w =90.8177); Site模型预测显示, 犬MC1R的2V、25E、184N、197V、314L为正选择氨基酸位点; (3) 染色体连锁群比较分析显示, “ZFP276-MC1R-GAS8”基因连锁关系在人、黑猩猩、鸡和犬中保持一致。     

绵羊Cytb基因序列多态性及系统进化研究

以8个中国地方绵羊品种和1个外来品种的20个个体为研究对象,通过对Cytb基因的全序列测定,结果表明：绵羊的单倍型多样性为97．1％。所有序列的平均碱基组成为27．1％T,28．5％C,31．4％A及13．0％G,G＋C含量为41．5％,核苷酸多样性为0．602％。在所有序列中共检测到43个变异位点,其中包括40处转换和3处颠换。Fu’S中性检验表明差异不显著（0．10〉P〉0．05）,说明绵羊群体未发生群体扩张事件。NJ、ME及UPGMA聚类结果均表明,我国绵羊可分为3个单倍型组,这提示我国绵羊有3个母系起源。     

两个蛇毒基因克隆及cDNA序列多态性再分析

α-银环蛇毒素(α-bungarotoxin)是一种突触后神经毒素,广泛存在于眼镜蛇科蛇类的毒腺中,对于该基因cDNA多态性是否真实一直存有争议。本研究从银环蛇基因组DNA中克隆到α-银环蛇毒素基因序列,并对其中5个克隆进行测序和序列比对分析。作为参照,从同一次反转录得到的cDNA混合物中,克隆了蛇毒神经生长因子cDNA,并对其进行测序、比对和突变情况分析。综合各研究组报道的α-银环蛇毒素cDNA序列、α-银环蛇毒素基因序列和神经生长因子cDNA序列的突变情况,发现α-银环蛇毒素cDNA的多态性在基因组模板上不存在对应的变化,因此推测这种多态性不是从不同的转录本而来,同时考虑到不同研究小组报道的序列突变位点并没有出现相同的情况,因此其多样性也不是RNA编辑的结果。可见这种cDNA序列上的多样性很可能是由反转录过程以及基因克隆过程中人为引入的错误造成的。     

热带爪蟾Hoxa11基因克隆及序列的进化分析

 H oxa1 1基因是控制脊椎动物肢发育的重要基因 .根据人和鼠 H oxa1 1基因外显子 区和 区的保守序列设计了简并引物 ,采用 PCR法从热带爪蟾基因组 DNA中扩增和克隆到了H oxa1 1基因 ,并测定了核苷酸序列 .克隆的热带爪蟾 H oxa1 1基因片段长 1 598bp,由外显子 、内含子和外显子 三部分组成 ,其中外显子 60 4 bp,外显子 49bp.将该片段的核苷酸序列与人、鼠、斑马鱼 H oxa1 1基因的相应区域进行比较 ,发现该基因的内含子长度存在明显差异 .斑马鱼、热带爪蟾、鼠和人的内含子长度分别为 632 bp,945bp,1 42 1 bp和 1 41 2 bp,随动物进化阶梯的提高而变长 .外显子 区则高度保守 ,都是 49bp,外显子 区在长度上呈现约 1 0 %的变异 .将热带爪蟾 H oxa1 1基因编码的氨基酸序列与人、鼠、斑马鱼进行比较 ,它们之间分别有 67.0 %、66.5%和 46.0 %的同源性 .热带爪蟾与哺乳动物的同源性高于鱼类 ,可能反映了脊椎动物从鳍到肢的进化过程中 ,H oxa1 1基因经历了较多的变异 .     

绵羊CCNG1基因克隆及表达分析

细胞周期蛋白cyclin G1(CCNG1)是一个重要的细胞周期调控因子,参与哺乳动物颗粒细胞增殖、卵母细胞成熟等繁殖生物学过程,但其在绵羊中鲜有报道。为了研究CCNG1基因对绵羊发情调控以及季节性繁殖的影响,文章对绵羊CCNG1基因进行了克隆和组织表达谱分析,利用Real-time PCR对该基因在多浪羊(常年发情)与中国美利奴羊(季节性繁殖)发情周期不同阶段性腺轴组织的表达变化进行了实时检测。获得了绵羊CCNG1基因部分cDNA序列,其中编码区全长885 bp,编码294个氨基酸。CCNG1蛋白结构经预测存在多个磷酸化位点和蛋白激酶C磷酸化位点。CCNG1基因在所检测绵羊各组织中均有表达,但在卵巢与肾脏中为高丰度表达;CCNG1在不同绵羊品种发情周期不同阶段性腺轴组织的表达变化规律基本一致,卵巢、子宫、松果体、垂体均是在发情期达到峰值。但是在发情期和发情后期卵巢CCNG1的表达量存在显著的品种间差异(P<0.01)。研究结果表明,CCNG1可能通过参与卵泡的生长发育继而达到对绵羊发情和季节性繁殖的调控。     

中华鳖IGFBP1基因克隆及表达分析

[目的]克隆中华鳖IGFBP1 mRNA基因,分析基因生物信息,检测基因在胚胎和组织中表达情况。[方法]从中华鳖转录组中发掘IGFPB1 mRNA基因,并分析基因序列物信息;利用RT-PCR技术,从肝脏组织克隆IGFPB1c DNA基因,并检测其在胚胎和几种组织中的表达情况。[结果]从转录组中发掘到中华鳖IGFPB1 mRNA基因,基因长3 410 bp,包含81 bp的5’UCR序列,2 531 bp的3’UCR序列,798 bp开放阅读框,编码266个氨基酸,蛋白质分子量29.1 k Da,预测IGFPB1蛋白有1个α结构;对其构建的氨基酸序列系统进化树与传统形态分类相吻合;并在中华鳖受精卵孵化30d和45d的胚胎组织及300日龄的肝脏、肌肉和肾脏组织均检测到基因的表达。[结论]克隆到中华鳖IGFBP1基因,检测到该基因在30 d后的胚胎组织及300日龄的3种组织存在表达。     

十字花科多肽激素类基因RALF的同源基因克隆及进化分析

多肽激素类基因是对植物生长发育起重要作用的一类基因,RALF是其中的重要一员,而十字花科在中国蔬菜作物中是重要的一大类群。为了摸清十字花科多种蔬菜作物的RALF同源基因信息,该文根据前期研究从油菜中扩增到的多肽激素类基因RALFbn的序列设计引物,从提取的十字花科芸薹属、萝卜属、蔊菜属、山芥属的7份重要蔬菜作物的基因组DNA中分别克隆到了RALF的同源序列。结果表明:7种蔬菜作物的RALF同源基因编码区均在300 bp左右,且无内含子,编码的蛋白质由79个氨基酸组成,说明RALF在十字花科4个属内的保守性较强;对RALF同源基因在十字花科4个属中的表达分析表明,该类基因在根、茎、叶、花序轴等营养器官中不表达或弱表达,但主要在生殖器官中表达,其中在总花蕾和开放花中的表达量普遍高于嫩角果中的表达量,表明该类基因在十字花科中的生理活跃期是花发育时期。同时,构建了十字花科4个属中RALF同源基因的系统树,芸薹属的油菜、甘蓝和芥蓝形成一个分支,而茎瘤芥和分蘖芥形成另外一个分支,且与萝卜属、山芥属、蔊菜属的材料聚在一支,该基因的进化途径在一定程度上也反映出这几种作物的遗传背景关系。该研究结果丰富了RALF家族信息,增添了十字花科植物的分子进化数据。     

新甲型H1N1流感病毒的分子遗传进化分析

为了分析2009年新型A型H1N1流感病毒分子流行病学的特点,本文从NCBI上下载不同分离宿主的流感毒株各节段全基因序列应用分子生物学软件进行遗传演化分析,结果显示:新型A(H1N1)流感毒株与过去的人源A(H1N1)毒株相比差异较大,相对于此前的人源A(H1N1)流感毒株,HA出现了79个位点发生突变。其中14个是相对于所有来源A(H1N1)流感毒株的新突变位点,但有37个突变位点只能在猪源毒株中找到。究竟这一现象说明新型A(H1N1)流感毒株是猪、人源毒株的重组变异毒株,还是猪源H1N1感染人群后逐渐变异并适应人群的结果,还有待进一步研究。