中国荷斯坦牛ABCG2基因编码区多态性检测及生物信息学分析

目的：研究中国荷斯坦牛ABCG2基因编码区（CDS）多态性,并进行生物信息学分析。方法：以中国荷斯坦牛为材料,利用PCR-SSCP技术对ABCG2基因CDS多态性进行检测,然后预测蛋白质序列的改变,并用生物信息学软件对蛋白质序列突变前后的结构及性质进行分析。结果：在外显子9中存在一个A→G碱基突变,导致氨基酸由酪氨酸突变为半胱氨酸,将此突变命名为Y367C;在外显子14中存在一个G→A突变,导致氨基酸由精氨酸突变为谷氨酰胺,将此突变命名为R578Q。2个突变一个位于功能区与跨膜区之间,一个位于跨膜区。生物信息学分析发现,蛋白质二级结构增加了1个卷曲（C）和2个转角（T）,同时减少了3个β折叠（E）,且ABCG2蛋白的组成和一些性质也发生了改变。结论：检测到的2个单核苷酸多态性引起了ABCG2蛋白性质和二级结构的改变;为进一步研究ABCG2蛋白对产乳性状的影响奠定了基础。     

鸭FTO基因多态位点筛选和生物信息学分析

为挖掘FTO基因的SNP,为今后进一步研究该基因遗传变异奠定基础。本研究以樱桃谷鸭为试验对象,构建DNA池,对第2外显子、第4外显子和第5外显子直接测序,筛选与脂质性状相关的SNP位点。结果表明:FTO基因存在2个SNPs位点突变,在第5外显子发现1个SNP位点突变,另外一个在g.33942位点处,碱基A突变为碱基G,引起天冬氨酸(GAT)变为甘氨酸(GGT),在g.33781位点处,存在碱基T和A的突变(在内含子处,没有引起氨基酸的改变);RNA二级结构的最小自由能由-475.50 kcal/mol变为-477.40 kcal/mol。蛋白质二级结构分析发现,突变前后,α螺旋、β转角、延伸链和自由卷曲数值均有所改变。其中,α螺旋所占比例有所下降,但比重仍为最大,自由卷曲数量由原来的186个减少到185,比例由33.27%减少32.09%。突变前后多态位点导致FTO基因编码的蛋白三级结构也有所改变。FTO基因筛选出的SNP位点,引起RNA二级结构甚至是其编码的蛋白质结构的改变,可能进一步引起功能的改变。     

百宜黑鸡PRL基因多态性检测与生物信息学分析

为了对PRL基因的遗传机理进行更进一步的研究,本试验以百宜黑鸡为研究对象,利用DNA池结合PCR技术对PRL基因的全部外显子进行克隆扩增,并对扩增产物进行直接测序,运用生物信息软件进行序列分析。结果表明,仅在第五外显子发现了4个单核苷酸突变位点,4个位点分别位于该基因的位置为g.6171 CT、g.6232 CG、g.6306 CT和g.6440 TC,其中只有g.6171 CT处于编码区,其突变前后对应的ATC和ATT所编码的均是异亮氨酸,属于同义突变,然而其他几个位点均是处于3'端调控区;PRL基因共编码299个氨基酸,g.6171 CT位点的改变并未引起蛋白质三级空间结构的改变,PRL蛋白存在跨膜结构,属于分泌蛋白,中性蛋白,具有极强亲水性。本研究结果可为百宜黑鸡的PRL基因表达载体的构建提供依据。     

猪POU1F1基因部分序列变异和同源性分析

对长白、杜洛克、约克夏、姜曲海、梅山和香猪等六个猪种的POU1F1基因第四、第五和第六外显子分别进行PCR扩增,并对含有第四、第六外显子的PCR产物和含有第五外显子的克隆产物进行测序。结果表明：六个猪种中,POU1F1基因的第四外显子存在碱基突变,为T→C。对该序列进行Nla Ⅲ 酶消化,产生两种不同的基因型(GG和HH);而第五和第六外显子则高度保守,未发现任何突变。将人POU1F1基因第四外显子、POU同源区核苷酸编码序列和氨基酸序列,分别与猪、小鼠、牛的POU1F1基因相应的核苷酸序列和氨基酸序列进行同源性比较,结果发现：人与猪、小鼠、牛的POU1F1基因第四外显子的核苷酸同源性分别高达93.9%、86.7%、92.1%,而由第四外显子编码的部分POU特异区的氨基酸序列则完全一致;人与猪、小鼠、牛POU同源区的核苷酸同源性分别为91.4%、85.1%、87.9%,氨基酸同源性分别为96.6%、94.8%、90.2%。这说明在哺乳动物中,其POU1F1蛋白的POU同源区和由第四外显子编码的POU特异区部分是高度保守的;猪可作为实验动物,建立人类相关疾病模型,为医学研究提供参考依据。     

一VHL 家系致病基因突变的检测与分析*

目的:研究中枢神经系统血管母细胞瘤(VHL)基因突变的主要类型和发生情况,探讨VHL疾病发生的原因、临床特点等。方法:以基因组DNA为模板,PCR扩增VHL基因3个外显子及5’UTR区域,结合DNA直接测序的方法,对一个有多个小脑血管母细胞瘤患者的家系进行VHL基因突变检测。结果:发现该家系VHL基因5’UTR区、外显子1和外显子2正常,外显子3存在c.499C>G的改变,为一个错意突变,氨基酸改变为Arg-Gln(p.R167Q),该突变是导致这个家系的患者发病的直接原因。结论:VHL疾病的突变主要集中在VHL蛋白的α、β结构域,位于α结构域的p.R167Q突变为该VHL家系致病的主要原因。     

小型猪胰淀素基因的多态性分析

目的探讨我国3个特有的小型猪品系,巴马小型猪,五指山小型猪,中国农大小型猪胰淀素（IAPP）基因多态性分布,为我国小型猪在2型糖尿病及代谢性疾病研究中的应用提供基础资料。方法提取3个品系小型猪血液基因组DNA,针对IAPP基因外显子3~内含子3的部分序列进行PCR扩增,产物鉴定、测序,统计分析基因多态。结果在所扩增的片段中共检测出2个SNPs位点,SNPs1：43G→A,位于外显子上,未引起的氨基酸的改变,突变发生在五指山猪（G/A杂合突变为16.7%,A纯合突变为83.3%）和中国农大猪（G/A杂合突变60%,A纯合突变为20%两个品系中。SNPs2：214C→T,位于内含子上,发生在五指山猪（T/C杂合突变为16.7%,T纯合突变为83.3%）和中国农大猪（T/C杂合突变为20%,T纯合突变为60%）两个品系中。结论在IAPP基因外显子3-内含子3的部分扩增序列中发现了2个SNPs位点,在3个品系小型猪中的分布不同。     

威宁绵羊GHR基因多态性分析

为了更好地保护和开发利用威宁绵羊这一优良地方品种,本试验利用威宁绵羊构建DNA池,设计8对引物扩增威宁绵羊GHR基因外显子及部分内含子序列。将PCR产物纯化并进行双向测序,通过DNAStar和BLAST等生物软件分析确定SNP位点。利用生物信息学软件分析SNPs对GHR基因的m RNA二级结构的影响、生长激素受体二级和三级结构的改变。结果表明,在扩增的GHR基因中筛选到4个SNPs:Exon1-C~(112)T、Exon4-C~7T、Exon8-A~(27)T、Intron4-C~(27)T,其中Exon8-A~(27)T为错义突变,导致编码的异亮氨酸(Ile)变为苯丙氨酸(Phe);Exon1-C~(112)T和Exon4-C~7T位点对其编码的氨基酸没有影响,是同义突变;Intron4-C~(27)T在内含子区,不参与氨基酸编码。本研究将为更好地保护和开发利用威宁绵羊提供一些参考。     

西藏小型猪IGF-1基因的克隆测序分析

目的克隆西藏小型猪的肝脏组织中的IGF-1基因的c DNA序列,并与Pubmed中查询到的猪c DNA进行比对分析。方法提取了西藏小型猪肝脏组织的总RNA,应用RT-PCR技术扩增了IGF-1基因的c DNA序列,将扩增出的片段克隆到p MD18-T载体上,构建重组质粒p MD18-T-IGF-1,进行测序分析。结果克隆出西藏小型猪肝脏组织中的IGF-1的c DNA序列,获得了大小为567 bp长的片段,编码了186个氨基酸,与Pubmed中查询到的猪(NM_214256.1)的IGF-1基因高度同源,比对序列发现,在440、455 bp处发生了G→A、C→T的突变,该位点的突变引起相应编码氨基酸的变化,分别由组氨酸变成了精氨酸、亮氨酸转变成了丝氨酸。结论为西藏小型猪的生长发育机制研究提供了分子学依据。两个位点的突变引起的氨基酸的改变是否是导致西藏小型猪矮小的原因,需要进一步论证。     

甘肃西门塔尔牛甘州类群MSTN基因外显子多态性分析

采用PCR-SSCP方法检测50头甘肃西门塔尔牛甘州类群MSTN基因3个外显子的遗传多态性,并对群体内各等位基因进行测序,旨为探讨西门塔尔牛MSTN基因与肉质性状关联等方面的研究提供理论依据。结果显示,甘肃西门塔尔牛甘州类群MSTN基因3个外显子中,外显子2受B、C等位基因控制,形成BB、CC和BC 3种基因型,基因型频率分别为0.22(11/50)、0.64(32/50)、0.14(7/50);外显子1和外显子3分别受A等位基因与D等位基因控制,形成AA和DD基因型,基因型频率均为1(50/50)。序列分析表明,甘肃西门塔尔牛甘州类群MSTN基因3个外显子中,外显子2在第41 bp处发生了C→T的突变,但并没有导致氨基酸发生改变,属于同义突变;外显子1和3均无突变。统计结果表明,甘肃西门塔尔牛甘州类群MSTN基因3个外显子中,外显子2为中度多态,其余均无变化。     

兴义鸭MEF2A基因克隆及生物信息学分析

为了获取鸭MEF2A基因完整编码区(CDS)序列,进一步揭示其遗传机理。本试验采用兴义鸭为研究对象,采用RT-PCR方法克隆获取MEF2A基因CDS区序列,经重组质粒测序、拼接,试验初步获得了兴义鸭MEF2A基因完整编码区序列,得到1 479 bp片段,包含起始密码子和终止密码子,编码492个氨基酸,表达蛋白分子量为53.14 k D。经序列对比,在G~(429)A、T~(661)A、A~(1423)G、A~(1426)G和G~(1467)A分别发生了单核苷酸突变,其中T~(661)A和A~(1423)G突变分别导致Cys(半胱氨酸)到Ser(丝氨酸)、Glu(谷氨酸)到Lys(赖氨酸)的改变,其他位点均属于同义突变。试验对兴义鸭MEF2A蛋白的理化性质及结构特点进行了简单分析,为下一步研究MEF2A蛋白特性及其作用机制奠定理论基础。     

八眉猪SLA-DRA基因第4外显子多态性分析

[目的]研究八眉猪SLA-DRA基因第4外显子的多态性,确定其等位基因数以及核苷酸和氨基酸变异位点,探讨其遗传特性。[方法]采用PCR-SSCP和克隆测序的方法对八眉猪SLA-DRA基因第4外显子进行多态性检测。[结果]八眉猪SLA-DRA基因第4外显子共有3种等位基因(A、B、C),形成3种基因型(AA、BB、BC),其中B为优势等位基因,BC为优势基因型。序列对比结果表明,八眉猪SLA-DRA基因第4外显子共有3个核苷酸突变位点(c.4167AG、c.4246AG和c.4282CT),其中4 167 bp的突变导致谷氨酰胺(Q)突变为精氨酸(R)。群体遗传学分析表明,八眉猪SLA-DRA基因第4外显子的多态信息含量为0.3953,杂合度为0.7241,且八眉猪在SLA-DRA基因第4外显子上偏离了Hardy-Weinberg平衡(p0.01)。[结论]八眉猪SLA-DRA基因的第4外显子属于中度多态,并呈现出杂合子优势。     

陆川猪GPR1基因的克隆及生物信息学分析

本试验旨在对陆川猪G蛋白偶联受体1(G protein-coupled receptor 1,GPR1)基因进行克隆及相关生物信息学分析。本研究根据NCBI上公布的野猪GPR1基因序列设计引物,应用RT-PCR技术扩增得到包含全长编码区在内的基因片段,应用生物信息学软件对陆川猪GPR1基因的理化性质,修饰结构,二级结构和三级结构进行分析。结果显示:GPR1基因编码区全长1 068 bp,编码355个氨基酸;与NCBI上公布的野猪(NM_001190244.1)、牛(NM_001206545.1)、人(NM_005279.3)、猕猴(AF100204.1)、小鼠(NM_146250.2)、大鼠(NM_012961.1)GPR1基因氨基酸序列的同源性分别为98.9%、90.4%、86.5%、86.2%、78.2%、77.4%。陆川猪的GPR1蛋白有七个跨膜螺旋结构,不存在蛋白信号肽。GPR1蛋白存在两个N糖基化位点和多个潜在磷酸化位点。本研究成功克隆陆川猪GPR1基因完整的编码区序列,为今后GPR1基因在陆川猪的脂肪沉积及脂肪代谢方面的研究提供了理论依据。     

合作猪SLA-DQA基因外显子2多态性分析

旨在研究合作猪DQA基因外显子2多态性,确定其等位基因数、核苷酸多态位点、氨基酸多态位点及各个等位基因之间的遗传关系,分析其进化意义。选用PCR-SSCP对439只合作猪SLA-DQA基因外显子2的多态性进行检测;测序群体内因变异而产生的各等位基因序列,并分析序列数据。结果显示,在合作猪SLA-DQA外显子2中发现了7个新等位基因,共18个核苷酸多态位点,10个氨基酸多态位点。合作猪SLA-DQA外显子2具有较丰富的多态性,群体内可能蕴藏着更加丰富的遗传资源;合作猪SLA-DQA外显子2基因最初可能由一个等位基因突变分化成一大类基因;合作猪SLA-DQA外显子2序列与各个猪种的SLA-DQA外显子2序列具有较高的同源性,预示着这些猪种的SLA-DQA外显子2基因最早可能来源于其分歧之前的共同祖先原始序列;新发现的7个SLA-DQA外显子2等位基因,可能由遗传关系较近的两个等位基因突变产生。     

猪MHC-Ⅱ类区DQA新等位基因及新突变位点的发现

根据猪SLA-DQA基因cDNA序列和人HLA-DQA基因组序列设计引物,在猪中成功扩增了一个731bD的片段,该片段包括猪SLA-DQA基因的大部分第2外显子、完整第2内含子和少部分第3外显子,通过克隆和PCR直接测序获得该片段的核苷酸序列。在家系中对第2外显子的核苷酸序列和其编码的α1结构域的氨基酸序列进行了分析,并与GenBank中所有的SLA-DQA第2外显子序列进行比较分析,发现有4个新突变位点和两个新等位基因存在。新等位基因分别是DQA—SLT26和DQA—TC 21—1。DQA—SLT26与单倍型c、d相比有8个核苷酸的差异和4个氨基酸的改变：单倍型c、d在60、65、81、93位的氨基酸分别是Val、Lys、Asp、Lys;而DQA—SLT 26相应的氨基酸是Ala、Glu、Gly、Ile。DQA—TC 21—1与单倍型c、d相比存在1个氨基酸的改变,由单倍型c和d中94位氨基酸His变为Tyr。     

贵州地方山羊CAST基因外显子6、7和8的多态性分析

为分析山羊CAST基因的多态性,筛选出对山羊肉质性状有显著影响的SNPs位点,本研究以黔北麻羊和贵州黑山羊为试验对象,构建DNA池,采用PCR产物直接测序法对2个品种山羊该基因的外显子6、7和8进行单核苷酸多态性检测,估算各SNPs等位基因频率,并利用在线软件预测突变前后的m RNA二级结构及理化特性。结果显示,所设计引物的扩增片段发现1个同义突变,位于外显子8中的T81C。利用生物信息学软件对外显子8中的T81C位点进行分析,结果表明这个SNPs位点导致编码的m RNA二级结构以及理化特性的改变。     

遗传性先天无虹膜患者的PAX6基因新突变(c.1286delC)

摘要: 为了研究遗传性先天无虹膜(Hereditary congenital aniridia)患者发病的分子遗传学机制, 采用PCR扩增PAX6基因编码区的11个外显子(exon 4-13)及外显子和内含子相连接的区域、PCR产物直接测序的方法对1个遗传性先天无虹膜家系的所有成员进行了遗传突变分析。结果表明, 在家系中两个患者的PAX6基因exon 11均存在c. 1286delC新突变。此单个碱基的缺失造成了移码突变, 导致肽链自309位氨基酸开始产生一段含55个氨基酸的异常肽段, 并产生提前终止密码子(Premature termination codon, PTC), 使PAX6蛋白羧基端的59个氨基酸缺失。另外, 通过PCR-RFLP分析的方法对家系中所有正常成员和50名中国汉族健康对照个体基因组DNA进行分析均未检测到该突变。     

牦牛KAP6-1和KAP6-4基因序列变异分析

角蛋白关联蛋白(keratin-associated proteins,KAPs)是毛纤维的主要结构成分。以甘南牦牛、青海牦牛、天祝白牦牛和野血牦牛为研究对象,应用PCR-SSCP方法检测KAP6-1和KAP6-4基因外显子序列多态性。结果表明4个牦牛群体的KAP6-1基因外显子区存在c.42TC、c.135CT的同义突变及c.173GC、c.175GT的非同义突变,导致p.Cys58Ser和p.Gly59Cys的氨基酸残基改变;另外检测到1处45 bp的插入/缺失突变导致16个氨基酸残基的插入/缺失;甘南牦牛PIC值0.222 3为低度多态,其他3个牦牛群体PIC值0.393 4~0.4672为中度多态。牦牛KAP6-4基因外显子区检测到c.51CT、c.54CA、c.78TC、c.96TC和c.135TC的同义突变,以及c.118AG的非同义突变,导致编码的氨基酸残基p.Ser40Gly的改变;4类群牦牛PIC值为0.2658~0.387 2为中度多态。聚类分析表明牦牛KAP6-1基因外显子区碱基序列与普通牛、绵羊和山羊的同源性最高,其亲缘关系和系统进化远近一致。     

草苷膦抗性新基因的克隆、序列分析及其蛋白高级结构预测

利用错误倾向PCR（error-prone PCR）突变技术,以可变盐单胞菌（Halomonas variabilis）HTG7的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸(EPSP)合酶基因为模板进行随机PCR扩增,得到目的基因片段（约1.35 kb）.将该基因片段与pACYC184载体连接后转化EPSP合酶缺陷型菌株大肠杆菌ER2799.利用功能互补筛选法得到了2株不具有草苷膦抗性的EPSP合酶阳性克隆突变株,记为Pmu1和Pmu2.序列分析表明,突变体Pum1的EPSP合酶编码区与突变前基因相比,核苷酸有2处发生突变,导致氨基酸残基1处发生了改变;突变体Pmu2的EPSP合酶编码区与突变前基因相比,核苷酸有5处发生突变,导致氨基酸残基2处发生了改变.对突变前后EPSP合酶进行比较预测发现,其三级结构及蛋白中心骨架是大致相同的,但突变前后氨基酸位点肽平面和Cα相连的N键之间形成的扭转角度存在一定的差别.这些结果表明,酶的功能主要由蛋白的构象决定,二肽链形成后肽平面和N键之间角度的变化,造成高级结构构象细微的差别,致使草苷膦抗性功能丢失.     

威宁绵羊和贵州半细毛羊STAT5b基因部分外显子SNP研究

为给贵州本地绵羊选种选育提供更好的科学依据,本试验利用威宁绵羊和贵州半细毛羊构建DNA池,设计4对引物扩增其STAT5b基因部分外显子及内含子序列。PCR产物经纯化后进行双向测序。利用DNAStar和BLAST分析确定多态性位点。利用生物信息学软件分析SNPs位点对STAT5b基因RNA二级结构、STAT5b蛋白二级及三级结构的影响。结果表明,在扩增的STAT5b基因中筛选到6个SNPs:exon5-G12A、exon8-G56A、exon8-C104T、intron2-A3164C、intron4-C1026T和intron5-T3323C,其中exon8-G56A为错义突变,导致编码的谷氨酸(Glu)变为赖氨酸(Lys);exon5-G12A和exon8-C104T多态位点均未改变氨基酸的编码,为同义突变;intron2-A3164C、intron4-C1026T和intron5-T3323C均在内含子区,不参与氨基酸编码。     

从江香猪λ1干扰素基因的克隆及序列分析

[目的]对从江香猪λ1干扰素(interferon-λ1,IFN-λ1)基因进行扩增、克隆和生物信息学分析。[方法]根据Gen Bank登录的猪IFN-λ1基因序列(FJ455508)设计合成特异性引物,通过RT-PCR从淋巴细胞中扩增IFN-λ1基因CDS区并进行克隆和生物信息分析。[结果]从江香猪IFN-λ1基因CDS全长576 bp,共编码191个氨基酸,其分子式为C949H1543N277O270S7,相对分子质量21.38 k Da;该蛋白等电点为9.42,为亲水性蛋白。从江香猪IFN-λ1含有丰富的二级结构,以α-螺旋(64.40%)和无规卷曲(25.65%)为主,蛋白质三级结构中主要以α-螺旋为主,同源性及系统进化树分析结果表明从江香猪与野猪IFN-λ1核苷酸同源性最高(为100%),亲缘关系最近。[结论]从江香猪IFN-λ1基因的克隆和生物信息学分析为进一步研究其抗病毒功能奠定了基础。