牛无角性状研究进展

角是牛科动物特有的组织结构,但是在现代化养殖中容易造成人员伤亡,而人为除角又会违背动物福利且浪费人力物力,因此牛无角性状引发了高度关注。综述了牛角的形态及发生规律、自然界中存在的天然无角及角畸形性状,归纳总结了导致无角和角畸形性状的基因突变,以及通过基因编辑技术培育无角牛的研究进展,并展望了牛角性状发生机制的研究方向。     

绵羊BMP-15基因在不同产羔性状母羊中的表达量差异及分析

选择分别影响Hanna、Cambridge与Belclare三个不同品种绵羊高繁殖力的骨形态发生蛋白15(bone morphogenetic protein 15,BMP-15)为候选基因,为了解不同产羔性能母羊BMP-15基因在不同组织中的表达差异,及其与产羔数性状关联性分析,采用real time RT-PCR的方法检测BMP-15基因在蒙古羊、无角陶赛特羊、小尾寒羊3种绵羊母羊的下丘脑、垂体、卵巢、肾脏、心脏5个组织中m RNA的分布。结果表明,在具有高繁殖力的蒙古羊双羔母羊、无角陶赛特羊双羔母羊中,BMP-15基因集中表达在肾脏和卵巢,其中肾脏的表达量高于卵巢(p0.05),而其余组织表达并不明显;在小尾寒羊多羔母羊中,BMP-15基因集中表达在肾脏、心脏和卵巢,其余组织表达并不明显。在蒙古羊及无角陶赛特羊卵巢中,双羔母羊的BMP-15基因的表达量均显著高于单羔母羊(p0.05),而小尾寒羊多羔母羊的卵巢中BMP-15基因的表达量也显著高于蒙古羊的单、双羔母羊。推测BMP-15基因可能是影响以上3个品种绵羊高产的候选基因之一。     

牛、绵羊角的遗传定位及遗传机制研究进展

角属于动物颅骨附属物,为反刍动物所特有。牛(Bos taurus)、绵羊(Ovis aries)角的表型包括野生型两角表型、人工驯化的无角表型、畸形角等多种。牛和绵羊是阐明角的质量性状和数量性状之间的关系以及质量性状的多基因调控机制等方面的理想动物模型。近年来,对角性状研究不断深入,在阐明新器官起源进化、自然选择、性别选择和人工选择对角表型的影响等方面取得了一系列进展。本文详细介绍了角的研究概况、多角表型遗传定位、无角位点基因遗传定位和畸形角等,并对目前牛和绵羊角的遗传机制及存在的问题进行了分析,以期为反刍动物角性状和其他特异性性状遗传机制研究提供参考。     

新疆4个绵羊品种内皮型一氧化氮合酶基因第8外显子的PCR-SSCP鉴定

目的:对新疆4个绵羊品种内皮型一氧化氮合酶(eNOS)基因第8外显子的多态性进行鉴定。方法:利用PCR-SSCP和测序的方法对76只中国美利奴羊、51只无角陶赛特羊、57只萨福克羊、37只哈萨克羊共4个绵羊品种进行单核苷酸多态性(SNP)检测,并用生物信息学方法对检测出的SNP进行统计分析。结果:在中国美利奴羊、无角陶赛特羊、萨福克羊、哈萨克羊中共检测到AA、AB、BB等3种基因型,AA基因型的频率分别为0.0526、0.0980、0.1754和0.2973,BB基因型的频率分别为0.6316、0.1961、0.5614和0.1892,AB基因型的频率分别为0.3158、0.7059、0.2632和0.5135。通过测序,在eNOS基因第8外显子上发现了一个新的SNP位点(ss974768653),位于绵羊eNOS基因第8外显子142 bp处(A142G)。结论:中国美利奴羊和哈萨克羊的多态性位点(P0.05)处于Hardy-Weinberg平衡状态,萨福克和无角陶赛特羊的多态性位点(P0.05)不处于Hardy-Weinberg平衡状态。     

大豆蛋白编码基因起源与进化

物种基因组成是一个高度动态的进化过程, 其中相对较近起源的种系和物种特异性基因会持续整合到包含古老基因的原始基因网络中。新基因在塑造基因组结构中发挥重要作用, 能提高物种适应性。基因复制和新基因的从头起源是产生新基因及改变基因家族大小的2种方式。目前, 大豆(Glycine max)基因起源时间与进化模式的相互联系很大程度上还未被探索。该研究选择19种具有代表性的被子植物基因组, 分析基因含量动态性与大豆基因起源之间的潜在联系。采用基因出现法, 研究显示约58.7%的大豆基因能追溯到大约1.5亿年前, 同时有21.7%的基因为最近起源的orphan基因。研究结果表明, 与新基因相比, 古老基因受到更强的负选择压并且更加保守。此外, 古老基因的表达水平更高且更可能发生选择性剪切。此外, 具有不同拷贝数的基因在上述特征中也具有明显差异。研究结果有助于认识不同年龄基因的进化模式。     

大豆蛋白编码基因起源与进化

物种基因组成是一个高度动态的进化过程, 其中相对较近起源的种系和物种特异性基因会持续整合到包含古老基因的原始基因网络中。新基因在塑造基因组结构中发挥重要作用, 能提高物种适应性。基因复制和新基因的从头起源是产生新基因及改变基因家族大小的2种方式。目前, 大豆(Glycine max)基因起源时间与进化模式的相互联系很大程度上还未被探索。该研究选择19种具有代表性的被子植物基因组, 分析基因含量动态性与大豆基因起源之间的潜在联系。采用基因出现法, 研究显示约58.7%的大豆基因能追溯到大约1.5亿年前, 同时有21.7%的基因为最近起源的orphan基因。研究结果表明, 与新基因相比, 古老基因受到更强的负选择压并且更加保守。此外, 古老基因的表达水平更高且更可能发生选择性剪切。此外, 具有不同拷贝数的基因在上述特征中也具有明显差异。研究结果有助于认识不同年龄基因的进化模式。     

脊椎动物FoxO基因亚族的进化

本研究以脊椎动物FoxO作为研究对象,选取NCBI上公布的多个FoxO基因编码蛋白的核苷酸序列,重点分析Fox O蛋白质结构和功能的相似性与差异性,重建FoxO基因的系统发育树并进行选择压力分析,对FoxO基因亚族的起源和进化进行研究分析。结果显示:脊椎动物FoxO蛋白间Forhead结构域十分保守但核定位信号区结构差异较明显,尤其是FoxO6蛋白,并且多个磷酸化位点在哺乳动物FoxO6中缺失,削弱核输出信号,但在斑马鱼和原鸡的FoxO6中未缺失这些位点,推测其胞质定位调控作用仍十分重要。FoxO3中多个磷酸化位点可能与寿命延长作用相关。系统发育树表明FoxO1是FoxO基因的祖先基因,不同FoxO基因进化速率不同。选择压力分析结果显示FoxO基因过程每个位点经历不同的选择压,并且获得25个正选择位点,这些正选择位点可能对FoxO不同基因的形成和新功能的产生中具有十分重要的作用。     

绵羊H-FABP基因单核苷酸多态性的研究

以小尾寒羊(48只)、宁夏滩羊(121只)、滩寒杂交羊F1(23只)、无角陶塞特(48只)、萨福克(24只)5个绵羊群体为实验材料, 利用PCR-SSCP和DNA测序技术对心脏型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)基因(GenBank登录号: AY157617)外显子2和内含子2部分序列进行单核苷酸多态性(SNPs)检测及遗传多态性分析。结果表明: (1)引物2的PCR扩增产物中存在981(G/A)、1014(A/C)、1019(T/C) 和1058 (-/G ) 4个SNP位点, 表现为AA、BB、CC、AB、AC、BC、AD、CD和BD 9种基因型, 其中AA为优势基因型。经χ2检验后, 除滩羊和萨福克羊外, 其他群体的基因频率和基因型频率均处于Hardy-Weinberg平衡状态。群体遗传多态性分析表明: 宁夏滩羊、小尾寒羊和无角陶塞特羊3个群体中的多态信息含量(PIC)均处于0.25和0.50之间, 为中度多态, 萨福克羊和滩寒杂交羊F1为低度多态(PIC<0.25), 表明脂肪酸结合蛋白基因在不同绵羊品种中具有单核苷酸多态性, 可以进一步作为候选基因来分析其与肌内脂肪含量性状的关联性。(2)引物4的PCR扩增产物中检测到1个SNP多态位点为2407(T/C), 表现为HH、Hh和 hh 3种基因型, 基因型频率大小为HH＞Hh＞hh, 经χ2检验后, 在滩羊和无角陶塞特羊中均为达到Hardy-Weinberg平衡状态, 其多态信息含量均为低度多态(PIC<0.25), 而在小尾寒羊、滩寒杂交羊F1和萨福克羊均没有多态出现。     

承德无角山羊角基的遗传

承德无角山羊的选育工作于1980年列为 省重点科研项目,1985年列为国家星火计划。 无角山羊存栏二十余万只,由于无角山羊性情 温顺,体大恋膘,产肉率高,肉味鲜美,m味小, 深受群众欢迎。     

澳大利亚萨福克羊及无角陶塞特羊对新疆的生态适应性及杂交后代利用研究

测量分析了新疆地区引入澳大利亚萨福克羊及无角陶塞特羊的体温、脉搏、呼吸频率、血清T3、T4含量、繁殖率、总适应能力及杂一代公羔的育肥屠宰性能,结果表明,萨福克羊及无角陶塞特羊繁殖率及体重接近或超过原产地澳大利亚的生产水平,萨福克羊总适应能力为98.80%,无角陶塞特羊为98.74%,杂一代公羔日增重、饲料转化率、净肉重较哈萨克羊高,而尾脂重低于哈萨克羊。     

澳大利亚萨福克羊及无角陶塞特羊对新疆的生态适应性及杂交后代利用研究

测定分析了新疆地区引入澳大利亚萨福克羊及无角陶塞特羊的体温、脉搏、呼吸频率、血清T₃、T₄含量、繁殖率、总适应能力及杂一代公羔的育肥屠宰性能.结果表明,萨福克羊及无角陶塞特羊繁殖率及体重接近或超过原产地澳大利亚的生产水平.萨福克羊总适应能力为98.80%,无角陶赛特羊为98.74%.杂一代公羔日增重、饲料转化率、净肉重较哈萨克羊高,而尾脂重低于哈萨克羊.     

水溞基因组P450基因家族的分析

利用水溞基因组mRNA和氨基酸数据库对P450基因进行搜索和分析．结果显示：在水溞基因组中发现71个P450基因,它们分别属于15个P450家族和17个亚家族．是一个典型的多基因家族。以氨基酸相似度大于60％为标准对水溞P450基因进行分组．则71个P450基因中．16个为孤儿基因,不能被归入任何一组：其余55个可归入12个组,其中8个组,包含47条序列适合于正选择和基因转换分析。结果表明：有3个组,含22个基因显著受到正选择压力作用．其中的2个组．含18个基因有正选择概率大于95％的氨基酸位点228E或277T．228E和277T分别位于底物识别位点SRS2和SRS5;有5个组,包含19个基因显示显著的基因转换事件;既显著受到正选择压力作用,又参与基因转换的基因共12个：相反．检测出既没有受到显著的正选择压力作用．又没有基因转换的基因18个。可见．发生基因转换的基因与受到显著正选择的基因有高度的相关性：发生过基因转换的基因中63．2％都受到显著的正选择压力作用,同时,受正选择压力作用的基因中有54．5％发生了基因转换。此外．鉴定出20个不同的基序．其中有5条基序在90％以上的基因中出现。     

黄牛（Bos taurus）基因组P450基因家族的分析

利用黄牛基因组cDNA和氨基酸数据库对P450基因进行搜索和分析,结果显示：在黄牛基因组中发现64个P450基因,分别属于18个P450家族和38个亚家族。以氨基酸序列相似度大于60％为标准对黄牛P450基因进行分组,32个为孤儿基因,其余32个可归入9个组,其中7个组适合于正选择和基因转换分析。结果表明：有3个组显著受到正选择压力作用,其中的2个组有正选择概率大于95％的氨基酸位点,分别位于底物识别位点SRS1和SRS2;有5个组显示显著的基因转换事件;既显著受到正选择压力作用,又参与基因转换的基因共4个。可见,发生基因转换的基因与受到显著正选择的基因有一定的相关性。此外,鉴定出20个不同的基序,其中有6条基序在90％以上的基因中出现。     

基因加倍对棉花线粒体atpA基因RNA编辑率的影响

植物线粒体基因组中存在RNA编辑（C-U）现象,且有完全编辑和部分编辑之分。棉花细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterile,CMS）系和保持系线粒体基因组中atpA基因各有两个拷贝,存在基因加倍现象,但atpA基因加倍对其RNA编辑率的影响尚不清楚。通过Southern blot、染色体步移技术确定出该基因每个拷贝具体的DNA序列,发现一个拷贝是完整的,一个拷贝是截短的。用RT-PCR、环化RT-PCR方法扩增出每个拷贝相应的cDNA,结果表明：棉花CMS系和保持系atpA基因完整拷贝和截短型拷贝都转录。完整拷贝、截短型拷贝中分别存在6、4个RNA编辑位点。完整拷贝6个RNA编辑位点在保持系中的编辑率都是100%;在CMS系中编辑率分别是100%、85%、100%、92%、100%、100%。截短型拷贝4个位点在保持系中的编辑率分别是55%、37%、55%、27%;在CMS系中编辑率分别是100%、90%、100%、100%。据此推测截短型拷贝在保持系中承受选择压较小,很可能已失去功能;而在CMS系中仍承受较大选择压,很可能具有新的功能。     

奶山羊PIS遗传缺陷基因的检测及应用

文章旨在建立一种奶山羊无角间性综合征(Polled intersex syndrome,PIS)遗传缺陷基因检测方法。根据PIS基因序列(AF404302)分别设计PIS、PIS+、NEI 3对扩增引物,利用PCR技术鉴定奶山羊PIS遗传缺陷基因型。基因型为PIS PIS+与PIS PIS+的表型正常个体分别扩增出(141,300 bp)和(141,449,300 bp)的片段组合,隐性纯合间性山羊(PIS+PIS+)扩增出(449,300 bp)的片段组合。利用该方法检测一个224个体的奶山羊群体,结果显示:PIS PIS、PIS PIS+和PIS+PIS+个体分别为70、150和4个。该群体中PIS PIS+基因型频率高达66.9%,PIS+基因频率为35.3%,其子代群体出现间性山羊的可能性将超过12%。文章所开发的奶山羊PIS遗传缺陷基因检测方法可直接准确判别种公羊的基因型,从而避免缺陷基因携带者种公羊的使用。该方法易操作且准确性高,对奶山羊的标记辅助选择及奶山羊产业的健康发展具有重要意义。     

不同品种肉羊胚胎移植效率的研究

以无角多赛特、萨福克、德克赛尔、东福利生纯种肉用绵羊为供体,以内蒙古小尾寒羊为受体,利用辅助生殖技术对纯种群体进行扩繁,并对不同品种肉羊的超排及胚胎移植效果进行了比较.结果显示,无角多赛特和萨福克的平均超排胚胎数明显高于德克赛尔和东福利生(P<0.05);将2523枚A级囊胚进行移植,总产羔率为51.32%,以无角多赛特产羔率明显优于其他品种肉羊(P<0.05);手术和腹腔镜移植技术对引进的纯种绵羊产羔率没有影响,但腹腔镜移植技术对受体造成的创口小,操作快捷.     

虫压胁迫对抗虫转基因水稻生长发育及产量性状的影响

在大田条件下,以转基因抗虫水稻Bt63、R1和R2及非转基因水稻汕优63(对照)为材料,设置高、低两种虫压环境条件,研究虫压胁迫对转Bt抗虫基因水稻生长发育及产量相关性状的影响.结果表明： 抗虫水稻在虫压胁迫条件下可充分体现出外源基因的抗性特点.在高虫压条件下,3种转Bt基因水稻受螟虫危害程度远低于对照植株,株高、分蘖数、地上部鲜质量、穗长、穗质量、单株穗数、单株实粒数、实粒质量、结实率、千粒重等生长发育和产量指标均高于对照,但仅株高、分蘖数和穗长3个指标与对照有显著差异.因此,抗虫外源Bt基因的引入对水稻结实性不会产生负面效应,高虫压胁迫条件对抗虫转基因水稻产量的影响较小.     

前列腺素F2α受体(PTGFR)基因在白色杜洛克×二花脸资源群体中的遗传变异及其与母猪母性行为的关联性

母猪分娩期间的母性行为对新生仔猪的成活致关重要,失败的母性行为如杀婴行为和压仔行为等经常在一些母猪中发生,给养猪业造成巨大的经济损失,给仔猪福利带来严重影响。前列腺素F2α不但可促发母猪产前的做窝行为,而且通过其受体基因(PTGFR)编码的蛋白FP在母猪繁殖过程和母性行为中发挥重要作用。文章以白色杜洛克×二花脸资源群体为材料,对PTGFR基因进行了SNP搜寻并分析其与母猪产前做窝行为、产后杀婴行为和压仔行为的关联性。结果:在PTGFR基因的两个外显子中共搜寻到5个同义突变SNP。选择Exon1g.250AG、Exon1g.619GA和Exon2g.483TC3个SNP在F0、F1个体和289头F2母猪中进行了基因型判定。基于家系基础上的传递不平衡(TDT)分析结果显示,PTGFR基因的3个SNP及单倍型与母猪做窝行为、杀婴行为和压仔行为均未达到显著相关(P0.05)。所以PTGFR基因可能并不是影响母猪母性行为的主效候选基因。     

细胞培养上新城疫病毒HN基因在抗体免疫选择压作用下的抗原表位变异

本实验研究了抗体免疫选择压对新城疫病毒（NDV）HN基因和F基因变异的影响。将NDV野毒株TZ060107分别接种到含有抗NDV的单因子血清（A组）与不含抗体的（B组）鸡胚成纤维细胞中连续传代,每组设3个独立的传代系列。分别对第10,20,30,40,50代病毒的HN和F基因进行扩增克隆测序。序列比较结果显示,有抗体A组HN基因发生突变的位点数明显多于无抗体B组,且非同义突变（NS）与同义突变（S）比值NS／S为6,明显高于无抗体B组NS／S的3.4。在有抗体A组有5个碱基位点发生稳定的非同义突变,而且其中3个（aa#353,521和568）与已知的抗原表位密切相关。F基因在有抗体A组也出现2个稳定的非同义突变,无抗体B组没有产生稳定变异。但不论在有抗体A组还是无抗体B组,F基因变异的NS／S比均小于2.5。本研究表明,抗体免疫选择压可显著影响HN基因变异,但对F基因变异的影响小于HN基因。     

蕨类植物叶绿体基因ycf94的分子进化研究

ycf94基因是近年来在叶绿体基因组中新发现的一个基因,在蕨类植物中表现高度保守。该研究共选取94种蕨类植物,在系统发育背景下,对ycf94基因的结构特征、密码子偏好性、进化速率和适应性进化进行分析。结果表明, ycf94基因的密码子偏好性较弱,偏好使用以A/U结尾的密码子,且不同物种间的偏好性存在一定差异。密码子偏好性的形成主要受到突变压的影响,同时也存在其他因素的作用;基于凤尾蕨科和其他蕨类中ycf94基因的结构特征存在区别,对两者的分子替换速率进行了比较,表明颠换率、非同义替换率和ω值间存在显著差异;仅检测出1个正选择位点74A,强烈的负选择作用表明ycf94基因的结构和功能基本趋于稳定。这为蕨类系统发育分析提供了新依据,并提供了解析ycf94基因功能的线索。