草鱼瘦素受体基因片段序列的克隆及其组织表达分析

根据斑马鱼、大西洋鲑和人等物种巴知的瘦素受体基因核苷酸保守区序列设计一对简并引物,通过RT-PCR法从草鱼肝胰脏中首次克隆获得草鱼瘦素受体基因的片段序列.该片段序列长713 bp,编码237个氨基酸,氨基酸序列分析表明草鱼瘦素受体基因片段氨基酸序列与其他物种的相似性在35％ -86％之间.通过邻接法(Neighbor Joining,NJ)构建系统进化树显示,鱼类的瘦素受体独立聚成一支,草鱼与金鱼、斑马鱼聚成一支,再与日本青鳉、黑点青鳉、红鳍东方鲀和大西洋鲑聚成一支.通过实时荧光定量PCR分析草鱼瘦素受体基因的组织差异表达,结果表明,草鱼瘦素受体基因在肝胰脏、肌肉、脑、心脏、脾和肠系膜脂肪组织中均有表达,其中在脾脏组织中表达量最多,显著高于其他组织(P＜0.05),其次是心脏、脑、肌肉和肠系膜脂肪组织,在肝胰脏组织中表达量最低,且显著低于其他组织(P＜0.05).     

家鸡G蛋白偶联受体78基因的克隆与组织表达图谱分析

G蛋白偶联受体(GPCR)是一大类膜受体超家族,参与了机体几乎所有的生理过程,是一类重要信号分子受体。GPR78作为GPCR超家族的成员之一,属于孤儿型受体。目前,在脊椎动物中,针对该基因结构与功能的研究极少。本研究以家鸡为动物模型,通过RT-PCR方法克隆了GPR78基因的编码区序列,并探究了该基因在家鸡各组织中的表达情况。结果显示:家鸡GPR78基因编码区全长为1020 bp,含3个外显子,可编码1个长为339个氨基酸的7次跨膜受体;该基因在家鸡脑各功能区及垂体中高表达,而在其他外周组织中均不表达。本研究为后续探究GPR78基因在家鸡中的生理功能奠定基础。     

家鸡G蛋白偶联受体85基因的结构、序列与组织表达分析

G蛋白偶联受体(GPCR)超家族是细胞膜上广泛存在的一类受体,是细胞跨膜信号转导的一类重要受体分子,参与许多生理过程调节。它们中仍有很多至今尚未找到内源性配体,这类受体被称为孤儿型受体。G蛋白偶联受体85(GPR85)是GPCR超家族中孤儿型受体的一员。目前,在非哺乳类脊椎动物中,针对GPR85的研究极少。本研究以家鸡Gallus gallus domesticus为模型,通过反转录PCR和RACE-PCR等方法从脑中克隆到GPR85基因的cDNA全长序列,揭示其基因结构,并用实时荧光定量PCR(qPCR)方法探究了该基因在家鸡各组织中的表达情况。结果显示:家鸡GPR85基因位于1号染色体上,由2个外显子组成,其编码区位于第2个外显子上,长为1 113 bp,可编码1个370个氨基酸的7次跨膜受体蛋白。家鸡GPR85与其他脊椎动物(人Homo sapiens、小鼠Mus musculus、大鼠Rattus norvegicus、热带爪蟾Xenopus tropicalis和斑马鱼Danio rerio)的GPR85具有高度的氨基酸序列一致性(>93%)。qPCR分析发现,GPR85基因mRNA在家鸡全脑、垂体、肾上腺、精巢中有较高表达,而在所检测的其他外周组织中表达极低。本研究首次揭示了家鸡GPR85基因的结构与表达特征,为后续探究GPR85基因在家鸡等非哺乳类中的生理功能奠定基础。     

团头鲂(Megalobrama amblycephala)caspase3基因克隆及其在高温胁迫中的表达分析

采用RACE技术克隆获得团头鲂caspase3基因cDNA序列全长,并对该序列进行分析。结果显示,团头鲂caspase3基因全长为2 077 bp,开放阅读框长837 bp,5'非编码区长155 bp,3'非编码区长1 085 bp,命名为Ma Casp3。推测该基因编码278个氨基酸,预测分子量为30.92 ku,理论等电点为6.15。同源性和系统进化分析发现,Ma Casp3基因与斑马鱼(Danio rerio)caspase3氨基酸相似性最高,与其他节肢动物caspase3家族基因聚为一类。荧光定量RT-PCR结果显示,Ma Casp3基因在肝脏中的相对表达量最高,在肌肉中表达量最低。与常温对照组相比,高温胁迫7 d后该基因在团头鲂肝脏中的表达量显著升高,表明Ma Casp3基因可能参与团头鲂高温胁迫的应答并引发细胞凋亡级联反应。此外,高温胁迫7 d与胁迫前比较团头鲂幼鱼肝脏组织呈现肝细胞肿大、混浊变性、细胞核溶解、肝细胞空泡化现象,因此实际生产中应密切关注养殖水体水温变化以减少温度应激导致的组织损伤。     

吉富罗非鱼leptin基因的克隆及其表达

Leptin为肥胖基因编码产物,是脂肪细胞分泌的蛋白质类激素,在能量平衡、摄食行为调节方面起着重要作用。采用RT-PCR法分离出了吉富罗非鱼(Oreochromis niloticus)leptin基因的部分序列,其cDNA长度为364 bp,编码96个氨基酸。同源性分析显示:鱼类leptin保守性较低。吉富罗非鱼leptin氨基酸序列与斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)的相似性较高,为80.6%,但与虹鳟(Oncorhynchusmykiss)、青鳉(Oryzias latipes)、斑马鱼(Danio rerio)等其他鱼的相似性非常低,均在40%以下。使用realtime PCR法检测leptin在各种组织中的表达量,结果发现,leptin在肝中相对表达量最为丰富,是肌肉中相对表达量的3 000倍,其次为性腺和脑,分别是肌肉中相对表达量的1 250倍和450倍,而肾、肠和肌肉中表达量较少。     

斑马鱼fem-1c cDNA克隆与表达分析

为进一步探究鱼类性别决定的相关机理, 增加对鱼类性控基因表达和功能的认识, 克隆斑马鱼fem-1c 基因并对其进行表达分析。研究采用RACE-PCR方法从斑马鱼卵巢组织cDNA中克隆了fem-1c的cDNA全长序列, 其大小为2701 bp, 编码618个氨基酸。生物信息学分析显示, 斑马鱼FEM-1C蛋白包含9个ANK结构域、2个TPR结构域和2个低复杂性区域, 与其他脊椎动物的FEM-1C蛋白序列保守性较高。脊椎动物的fem-1c与tmed7、trim36等邻近的45个基因具有保守的同线性关系。半定量RT-PCR实验结果显示斑马鱼fem-1c在受精后17d开始表达, 并特异地表达于成体卵巢组织中。RNA原位杂交结果显示, fem-1c基因mRNA定位于卵巢组织的Ⅰ期和Ⅱ期卵母细胞胞质中。fem-1c的时空表达特征暗示其在斑马鱼卵巢分化中具有重要作用。       

牦牛GDF9和BMP15基因的克隆、表达分析及miRNA研究

以牦牛GDF9和BMP15基因为研究对象,采用PCR方法分别克隆出GDF9和BMP15的两个外显子片段,RT-PCR方法分析了GDF9和BMP15及靶定mi RNA在各组织中的表达情况。实验结果显示,克隆扩增获得外显子区进行生物信息学分析。牦牛GDF9基因外显子片段长分别411 bp和1 082 bp,编码453个氨基酸;BMP15基因外显子片段长分别为323 bp和802 bp,编码372个氨基酸。GDF9编码蛋白是亲水蛋白,含有一个信号肽和15个潜在磷酸化位点;BMP15编码蛋白是亲水蛋白,不含信号肽,有6个潜在磷酸化位点。通过实时荧光定量PCR方法分析牦牛GDF9和BMP15基因在不同组织中的表达量,结果表明GDF9在卵巢和子宫中表达相对较高,且卵巢表达显著高于其他组织,心、肾、胰和脾中无表达。BMP15仅在卵巢中表达。Target Scan预测靶定牦牛GDF9和BMP15基因的靶定mi RNA,分析GDF9靶基因bta-mi R-193a-3p和bta-mi R-193b在心、脾、肺、肾和子宫中的表达量,结果显示bta-mi R-193a-3p脾中表达量显著高于其他组织,但在心、肺和子宫中均不表达。bta-mi R-193b在心和肾中没检测到表达,在肺中的表达量显著低于脾和子宫中。     

紫花苜蓿赤霉素受体基因的克隆及表达分析

赤霉素受体(GID)是赤霉素信号转导途径的重要成员,直接影响着赤霉素对植物体效应的发挥。该研究利用同源克隆的方法,首次从紫花苜蓿中克隆得到1个赤霉素受体基因,命名为MsGID1b。序列分析发现,MsGID1b基因开放阅读框长度为1 053bp,编码350个氨基酸,推测其蛋白质分子量为39.839kD,是一个无信号肽和跨膜结构的亲水性蛋白。序列比对结果表明,MsGID1b基因与蒺藜苜蓿MtGID1b基因的核苷酸序列相似性为98%,氨基酸序列相似性为99%,且具有HSL家族典型的HGG和GXSXG保守结构域及GA、DELLA蛋白结合位点。荧光定量PCR分析表明,MsGID1b基因在紫花苜蓿各组织中的表达丰度依次为:根盛花初花茎叶荚果;经GA3、ABA、NaCl、PEG和黑暗诱导后该基因表达上调,尤其是在GA3诱导下,MsGID1b基因的表达量一直维持在较高水平,表明MsGID1b基因可能参与紫花苜蓿的抗逆调控。     

黄鳝Hprt基因的克隆及表达分析

次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(Hprt)参与嘌呤核苷酸的补救合成。采用RACE技术克隆了黄鳝的次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶基因,它的全长cDNA 为1 452 bp,预测编码218个氨基酸,与人类、小鼠、鸡和斑马鱼等脊椎动物Hprt氨基酸序列之间的同源性超过76.7％。基于该基因氨基酸序列构建了进化树,显示与斑马鱼Hprt基因更同源。RT-PCR表明黄鳝Hprt基因在多种组织中广谱表达,表明黄鳝该基因在功能和进化上的保守性。      

黄鳝转铁蛋白受体1基因的克隆及表达分析

旨在研究黄鳝转铁蛋白受体1基因的功能及其组织表达特异性,采用同源克隆结合RACE技术从黄鳝肝脏中分离其转铁蛋白受体1基因,用生物信息学方法对获得的氨基酸序列进行分析,用半定量RT-PCR技术研究各组织中Tf R1表达水平。结果表明,克隆获得黄鳝Tf R1,Gen Bank注册序列号为KF819396。该c DNA全长2 839 bp,5'UTR长134 bp,3'UTR长380 bp,编码一个长774个氨基酸的多肽链。氨基酸多序列比对结果表明,黄鳝Tf R1基因推断的氨基酸序列同其他鱼类的同源性较高,达55.68%-68.41%;而同哺乳动物的Tf R1基因同源性较低。半定量RT-PCR分析表明,黄鳝Tf R1基因转录本在不同组织表达量有明显差异;在血细胞中表达量最高,而在肾脏、脾脏和小肠中表达中等,在肝脏、胃、皮肤、脑、心脏和肌肉中表达量很低。     

金柑FcSOC1同源基因的克隆及表达分析

通过检测这对同源基因的表达水平,来分析这对同源基因与花器官发育的关系。采用同源克隆技术从金柑花中克隆出Fc SOC1基因的c DNA全长序列并进行生物信息分析;利用实时荧光定量PCR技术分析Fc SOC1基因在金柑不同组织、器官的表达特性。序列分析表明获得这对同源基因全长为660 bp和636 bp,分别编码220和212个氨基酸,分别命名他们为Fc SOC1a和Fc SOC1b。同源性分析显示,其与同属于芸香科的克里曼丁桔,相似性达98%,和甜橙的相似性也达到90%以上。实时荧光定量PCR表示Fc SOC1a和Fc SOC1b在营养器官和生殖器官均有表达。在营养器官的表达略有不同,但是在生殖器官的表达均在花蕾发育初期与后期急剧升高,并且在花中的表达量明显大于在其他部位的表达量。这对同源基因的高表达部位为茎、叶、花蕾、花芽、花瓣、花托、子房。Fc SOC1a和Fc SOC1b在花中显著表达,根据其表达特性推测,其可能在调控花器官发育上起着重要作用。根据这两个基因在营养器官的表达不同以及之间同源性较低,说明其功能已经出现分化。     

猪CFL2b 基因cDNA克隆初步分析

利用基因表达谱芯片分析法筛选出与大白猪高肌肉产量-肌纤维形成有关的CFL2b基因.参考人和小鼠CFL2b基因序列,采用SMART-RACE技术结合EST序列拼接技术,从猪骨骼肌肌肉中首次克隆了猪CFL2b的全长cDNA序列（GenBank登录号EU561660,EU561661）,Northern杂交检测CFL2b基因 mRNA.结果表明,猪CFL2b基因含有2个转录本,长转录本3　012 bp,短转录本1　466 bp .CFL2b基因在多种真核生物中都有表达,且编码区序列非常保守,开放式读码框501 bp编码了166个氨基酸的蛋白质.氨基酸序列分析表明,猪CFL2基因与人和小鼠氨基酸同源性分别为100%和99.1%.核苷酸序列相似性分别为88.1%和74.9%.     

花鲫早期体色发育和几个体色相关基因在不同鲫的表达分析

红白花鲫胚胎发育期先观察到黑色素细胞的发生,孵化出膜后先后出现黄色素细胞、红色素细胞及虹彩细胞。1月龄花鲫幼苗体色呈浅青灰色,2月龄前后,花鲫皮肤黑色素细胞逐渐减少,体色发生“青转花”的变化,3月龄时基本形成红白镶嵌的成体体色。克隆获得了鲫Slc7a11和Pnp4a体色基因的全长cDNA。鲫Slc7a11全长1782bp,编码496个氨基酸,与斑马鱼Slc7a11基因氨基酸同源性达93.7%;鲫Pnp4a全长1535bp,编码291氨基酸,与斑马鱼Pnp4a基因氨基酸同源性达95.1%。RT-PCR检测了Mitfa、Tyr、Slc7a11和Pnp4a在白鲫、红鲫、花鲫三种不同体色鲫胚胎及成体组织中的表达,分析结果显示:花鲫和红鲫一样有一个黑色素消退过程,鲫Slc7a11和Pnp4a体色基因与斑马鱼Slc7a11和Pnp4a具有高度同源性,花鲫成体皮肤组织也和红鲫成体皮肤组织一样检测到了Mitfa和Tyr的表达。Pnp4a在不同鲫的不同体色发育时期和不同组织都有表达,Slc7a11在不同鲫的不同体色发育时期均有表达,但在不同鲫的成体皮肤组织中均未表达。     

油菜矮秆突变WRKY转录因子cDNA克隆及表达分析

以甘蓝型油菜为材料,利用已建立的抑制性消减文库(SSH),采用RACE技术克隆到1个植物WRKY转录因子相关基因,命名为BnD11,其cDNA全长1034 bp,含有810 bp的完整开放阅读框,编码269个氨基酸。该基因编码的氨基酸序列与拟南芥WRKY40氨基酸序列相似性为79%,与拟南芥中编码WRKY-DNA结合蛋白40基因的氨基酸序列相似性达78%,与其它多种植物的WRKY转录因子的氨基酸序列也有较高的相似性。半定量RT-PCR对BnD11进行组织特异性表达分析显示:在正常生长条件下,BnD11在野生型和矮秆油菜的各个组织中均有表达,但在矮秆突变的根、茎、茎尖的相对表达量明显高于野生型。研究表明,BnD11功能区段具有很高的保守性,可能参与了油菜的茎秆发育。     

黄颡鱼Wnt家族4个基因的克隆、组织表达及对铜的响应

为探究Wnt家族成员在黄颡鱼卵巢发育中的作用, 研究首先采用RT-PCR和RACE技术获取了黄颡鱼Wnt5a、Wnt5b、Wnt7a和Wnt9b基因的全长cDNA序列, 即1984、2905、2158和1622 bp, 其中ORF长度分别为1124、1124、1049和1073 bp, 编码375、375、350和358个氨基酸。氨基酸序列比对和系统树分析显示, 这些基因十分保守, 黄颡鱼WNT与墨西哥丽脂鲤和斑马鱼比较接近。组织表达分析表明, 这些基因的mRNA在脑、脾脏、肾脏、鳃、心脏、肌肉、脂肪、肝脏及卵巢等组织中都有表达, 但表达水平不尽相同。Wnt家族基因对铜的响应研究表明: 在暴露28d时, Wnt7a mRNA水平随着铜浓度先上升后下降, 但是Wnt5a、Wnt5b和Wnt9b基因表达各个处理组无显著性差异; 在56d, Wnt5b在60 μg Cu/L组最低, 其他2个组差异不显著, Wnt9b mRNA水平随着铜浓度先上升后下降, 但是Wnt5a和Wnt7a基因表达各个处理组无显著性差异, 表明Wnt家族这些基因的功能发生了分化, 部分成员介导了铜影响黄颡鱼卵巢发育的调控。研究首次揭示了黄颡鱼Wnt家族部分成员的基因结构和功能, 为深入探讨他们在卵巢发育中的作用奠定了基础。     

建鲤两种Δ6脂肪酸去饱和酶基因克隆与表达

利用逆转录PCR和RACE技术获得建鲤2种Δ6脂肪酸去饱和酶（FADs6-a,FADs6-b）的全长cDNA序列. FADs6-a基因的cDNA总长为1 966 bp,开放阅读框为1 335 bp,编码444个氨基酸;FADs6-b基因的cDNA总长为1 931 bp,开放阅读框为1 335 bp,编码444个氨基酸.FADs6-a和FADs6-b基因都包括N端细胞色素b5结构域、3个富含组氨酸的结构域和2个推测的跨膜区,具有典型的Δ6脂肪酸去饱和酶结构特点.氨基酸同源性分析显示,建鲤FADs6-a和FADs6-b与斑马鱼的相似性较高,而与海水鱼类的相似性较低,与人类FADs6的相似性高于与FADs5的相似性.通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测该基因在建鲤幼鱼不同组织中的表达量, 发现2种Δ6 脂肪酸去饱和酶基因在建鲤肝脏的表达量最高,其次是肠、脑、肌肉、心和肾,而前肠高于后肠,FADs6-a的表达量高于FADs6-b.得到的结论是,建鲤具有2种类型的合成高度不饱和脂肪酸(HUFA)的关键酶-Δ6脂肪酸去饱和酶,在肝脏和肠道中的含量较多,且FADs6-a和FADs6-b在结构和组织的表达方面都存在差异,这为进一步研究建鲤HUFA的合成途径及调控机理奠定了基础.     

草鱼胞浆谷胱甘肽过氧化物酶cDNA全长的克隆与分析

谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidases,GPXs,EC1.11.19)是生物体内抗氧化防御系统的重要组成部分。本文从草鱼(Ctenopharyngodon idellus)克隆到胞浆谷胱甘肽过氧化物酶基因(GPX1)cDNA全长序列。该序列全长890bp(GenBank accession No.EU828796),包括完全开放阅读框(ORF)576bp、5'非编码区(5'-UTR)17bp和3'-UTR297bp。其ORF编码191个氨基酸残基,包含一个由"UGA"(通常为终止密码子)编码的硒代半胱氨酸(selenocysteine,Sec40)残基,并与另2个残基(Glu75和Trp153)构成酶活性中心。同时,草鱼GPX1cDNA的3'-UTR中具有保守的硒代半胱氨酸插入序列(selenocysteine insertion sequence,SECIS)元件。氨基酸序列相似性比较显示,草鱼GPX1cDNA的推测氨基酸序列(GenBank accession No.ACF39780)与斑马鱼GPX1(GenBank accession No.NP_001007282)的相似性为95.8%,与鳗鲡GPX1(GenBank acces-sion No.ACN78878)的为84.8%,与哺乳类的为59%~72%。采用实时荧光定量PCR(Q-PCR)检测草鱼GPX1的组织表达特征。结果表明,草鱼GPX1的mRNA在所检测的11种组织器官中均有表达,其中在肝、鳃和肾表达水平较高,在红肌、脂肪和肠道中表达水平较低。本研究结果将有助于进一步探讨鱼类GPX1基因的结构与功能,并为研究其抗氧化分子机理奠定基础。     

唐鱼细胞色素P450 1A基因cDNA克隆及分析

鱼类细胞色素P450 1A(CYP1A)基因作为一种有效的生物标志物已被广泛应用于环境污染物的评价,唐鱼在水环境污染监测中有较好的应用优势,为建立唐鱼在水环境的检测的有效生物标志物方法,本研究对其CYP1A基因进行克隆。利用RT-PCR法扩增出一条651bp的唐鱼CYP1A基因cDNA片段,该片段与其他物种的CYP1A基因具有很高的相似性。在此基础上进行5'端扩增和3'RACE获得了唐鱼CYP1A基因的全长cDNA序列,其长度为2177bp,其中编码区长1566bp,编码521个氨基酸残基组成的蛋白质,推测该蛋白质分子量大小为58.5kDa,理论等电点为5.65。所得序列具有CYP1A分子的主要特征和功能域,包括亚铁血红素结合区、酶功能所需的精氨酸密码子和终止密码子。推导出的氨基酸序列与斑马鱼、底鳉、虹鳟、大西洋鳕、人、鼠等脊椎动物同源性分别为87.7%、70.1%、76.2%、62.2%、54.5%、55.7%。     

家鸡钠尿肽受体B基因的克隆和组织表达分析

钠尿肽受体B(NPR-B)作为C-型钠尿肽(CNP)的选择性受体,可介导CNP的多种生理效应,包括调控垂体激素释放、维持心血管系统稳定、调节神经系统发育、调控细胞增殖及促进骨骼生长等。本研究以家鸡Gallus gallus domesticus为模型,首次报道了NPR-B基因的全长c DNA,并检测其在成体家鸡中的组织表达图谱。结果显示:家鸡NPR-B基因c DNA全长为3 189 bp,可编码1 062个氨基酸。家鸡NPR-B与人Homo sapiens、大鼠Rattus norvegicus、非洲爪蟾Xenopus laevis和斑马鱼Danio rerio分别具有79%、78%、73%、67%的氨基酸序列一致性;同时采用实时荧光定量PCR技术探究家鸡NPR-B基因的组织表达分布,发现其在心脏、肌肉、中脑和垂体(头部)中表达水平较高。本研究结果为阐释CNP及其选择性受体NPR-B在家鸡中的生理功能奠定基础。