猪CD4基因多态性及生物信息学分析

本研究利用PCR-RFLP方法检测猪CD4基因部分外显子区的单核苷酸多态性,分析CD4基因SNPs之间的连锁不平衡程度,并采用生物信息学软件预测SNPs对CD4蛋白的潜在影响,为猪的抗病育种研究提供相应的分子标记。研究表明,大白猪CD4基因外显子4、6和7都存在一个突变位点,分别可使CD4蛋白T80S、P290L和M348I发生改变;每个SNP位点都有三种基因型,多态信息含量均处于中等多态(0.25PIC0.5)。三个SNPs呈强连锁不平衡状态(r~20.8),而且仅构成两种主要单倍型CTC和GCG型(两者的频率占99%以上)。经序列预测分析可知,两种CD4单倍型纯合子的理化性质和二级结构存在差异,但三个错义突变是否能影响猪CD4蛋白的功能需进一步研究。     

贵州白山羊GOLA-DQA1基因多态性及生物信息学分析

目的:通过筛选贵州白山羊GOLA-DQA1基因SNPs位点,为进一步研究MHC基因多态性与山羊免疫性状的相关性提供依据。方法:选取同一生长环境中的贵州白山羊母羊157只构建品种DNA池并进行测序,结合SNPs位点测序峰高比值估算等位基因频率,利用软件对不同基因型的RNA和蛋白质二级结构进行预测。结果:在贵州白山羊DQA1基因发现6个SNPs位点G+2930A(同义突变)、T+2959C(Asn→Ser)、G+3061A(Pro→Leu)、A+3082G(Me→Thr)、C+3463A(Trp→Cys)、C+3525T(Arg→His)。生物信息学分析发现,C+3463A变异位点使RNA二级结构更加稳定;A+3082G变异导致自由能增加,稳定性降低。蛋白质结构预测发现除A+3082G基因型与原序列具有相同的二级结构外,其他基因型均引起蛋白质二级结构的改变。结论:贵州白山羊GOLA-DQA1基因具有丰富的多态性,但SNPs位点等位基因频率差异较大。     

家兔UCP3基因SNP多态性及生物信息学分析

以比利时兔、加利福尼亚兔和新西兰兔为实验对象构建其DNA池,直接测序筛选SNP位点,结果在兔UCP3基因中筛选到5个多态性位点:intron4-C1298T、exon6-G208A、exon6-G281A、exon6-T303C和exon6-G443A。其中exon6-G208A、exon6-G281A和exon6-G443A为错义突变,exon6-T303C为同义突变,而exon6-G208A导致编码的精氨酸(Arg)变为丝氨酸(Ser),exon6-G281A和exon6-G443A导致编码的丝氨酸(Ser)变为酪氨酸(Tyr)。通过生物信息学软件对兔UCP3基因突变前后RNA二级结构和蛋白质的二级结构进行预测分析,发现其结果均有差异。     

三穗鸭DRD4基因多态性及生物信息学分析

本实验以三穗鸭为材料,采用PCR扩增并采用直接测序技术对三穗鸭DRD4基因进行SNP多态位点检测,共筛查出4个SNP位点:exon2-C12406T、exon3-A13144G、intron2-C12777T、intron2-T12789C。其中exon2-C12406T、exon3-A13144G位点突变为同义突变。对DRD4进行生物信息学分析表明,突变前后的等位基因频率估算有差异,但其m RNA二级结构预测,蛋白质二级、三级结构预测分析均无差异。     

高坡猪PRKAA1基因多态性检测及生物信息学分析

为了对PRKAA1基因的遗传机理进行更进一步的研究,本试验以高坡猪为研究对象,利用PCR技术对PRKAA1基因的全部外显子进行克隆扩增,并对扩增产物进行正反向直接测序,运用生物信息软件进行序列分析;结果表明,仅在第7外显子75 bp处发现了A/G 1个单核苷酸突变位点,且该位点突变导致氨基酸密码子由CAA变为CAG,所对应编码的氨基酸也由谷酰胺酸(Gln)变为精氨酸(Arg),由于氨基酸的改变导致了PRKAA1基因的mRNA二级结构和蛋白质三级结构发生了构象改变。突变前后该蛋白分子量分别为136.152 k D和136.166 k D,PRKAA1蛋白无跨膜结构,不属于分泌蛋白。本研究结果可为高坡猪的PRKAA1基因表达载体的构建提供依据。     

贵州地方黄牛IGF-1基因多态性及生物信息学分析

为分析黄牛IGF-1基因多态性,筛选出对贵州本地黄牛生长性状有显著影响的SNPs位点,本研究以贵州关岭牛、思南牛、威宁牛和黎平牛为试验对象,构建DNA混池,PCR扩增IGF-1基因所有外显子及部分内含子,采用直接测序法检测IGF-1基因多态性,利用生物信息学软件对IGF-1基因进行分析。结果表明:在贵州4个地方牛群体种中,共筛选出3个SNPS,分别为Intron2-A5123G、Exon3-G56419A、Intron3-C56464A,Exon3-G56419A属于同义突变。其中2个SNPS (Intron2-A5123G, Intron3-C56464A)为4个牛种所共有,而Exon3-G56419A突变仅存在黎平牛中。生物信息学分析表明,牛IGF-1编码蛋白为分泌蛋白,含有信号肽序列,相对分子质量为16 937.68,理论等电点为9.36,且突变前后IGF-1基因m RNA二级结构发生改变,自由能升高,稳定性降低。研究结果显示,4个牛种IGF-1基因具有较高的遗传多样性,可为贵州地方牛种的保种选育提供参考。     

hRFT2基因单核苷酸多态性的生物信息学分析

旨在筛选可能与人类疾病有关的hRFT2基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,nsSNPs)和突变位点,从SNP数据库中检索并筛选出395个有效的hRFT2基因SNPs,其中包括30个同义SNPs(synonymous SNPs,sSNPs)和31个非同义SNPs(non-synonymous single nucleotide polymorphisms,nsSNPs)。分别采用SIFT、SNPs3D和PolyPhen-2方法分析nsSNPs引起的氨基酸替换是否可能影响hRFT2的功能。结果表明,5个nsSNPs(rs11477762、rs146302587、rs146492942、rs76947760和rs145431028)可能严重影响hRFT2蛋白的功能,其中rs76947760和rs145431028的影响已得到临床证明,另外3个nsSNPs(rs148387972、rs140391358和rs3746802)也可能对hRFT2有较大的影响。     

从江香猪MC4R基因多态性及生物信息学分析

[目的]旨在对3个群体猪MC4R基因进行SNPs筛选,为从江香猪选种选育提供一定的理论基础。[方法]以从江香猪作为研究对象,野猪×从江香猪二元杂交猪和杜×大×长外三元杂交猪作为对照,构建品种DNA池,PCR扩增MC4R基因外显子、内含子和3’非编码区序列,采用直接测序法对3个群体的MC4R基因进行单核苷酸多态性检测,利用生物信息学软件预测不同多态性位点对MC4R基因mRNA二级结构和蛋白质二级结构的影响。[结果]在3个群体中共检测出10个SNPs位点,其中,C860T、G1392A和G1577A位于第2外显子区;G1699A、T1702A、A1870C、G1875A、C2025T、G2073A和A2111T位于3’非编码区序列。C860T为同义突变,G1392A和G1577A为错义突变,分别导致了精氨酸变为组氨酸、天冬氨酸变为天冬酰胺。经分析软件预测,处于第二外显子中的3个SNPs位点对MC4R基因的mRNA二级结构、蛋白质二级结构有一定的影响。[结论]DNA池结合测序技术检测到MC4R基因外显子、内含子和3’非编码区序列共10个SNPs。     

贵州地方山羊RBP4基因多态性及生物信息学分析

[目的]对贵州黑山羊和黔北麻羊进行RBP4基因多态位点的筛选,为从分子水平探究RBP4基因对动物繁殖性能的调控机制提供理论依据。[方法]采用DNA混池结合直接测序法分析RBP4基因外显子4在贵州黑山羊和黔北麻羊中的单核苷酸多态性,利用生物信息学软件分析SNP位点对RBP4基因mRNA二级结构的影响。[结果]RBP4基因外显子4在贵州黑山羊和黔北麻羊中均存在4-T214C突变位点,且为同义突变。生物信息学分析结果表明,外显子4-T214C突变导致RBP4基因mRNA二级结构发生变化,自由能降低,结构稳定性增大。[结论]在贵州黑山羊和黔北麻羊中检测到RBP4基因外显子4的1个SNP位点,该突变位点影响了RBP4基因mRNA的二级结构。     

静原鸡ELOVL2基因多态性及其生物信息学分析

极长链脂肪酸延长酶(elongation of very-long-chain fatty acids, ELOVLs)是脂肪酸合成过程中的关键限速酶,在脂类的生物合成及脂肪酸代谢等调控方面作用显著。为研究宁夏地方优良品种静原鸡ELOVL2基因多态性及其编码蛋白质的结构与功能,以原鸡ELOVL2基因序列作为参考序列,针对ELOVL2基因的8个外显子序列设计特异引物并扩增,经DNA混合池测序筛选出存在突变位点的外显子序列,运用PCR-SSCP技术检测其多态性,经序列拼接后对ELOVL2 CDS区序列进行功能生物信息学分析。研究结果表明,静原鸡ELOVL2基因仅exon7和exon8发生单碱基突变(exon7为c.708 G>A, exon8为c.888 T>C),均未引起氨基酸的改变,属同义突变。在exon7和exon8扩增片段中分别检测出3种(AA, AG和GG)、2种(CC和TC)基因型。遗传特性分析显示,E2e7呈中度多态(0.250.05)。生物信息学分析表明,ELOVL2 CDS序列全长为894 bp,共编码297个氨基酸。其原子组成为C1638H2444N394O406S15,分子量为34.63 kD,等电点(pI)为9.40;存在7个跨膜结构,21个磷酸化位点,无信号肽序列,为稳定的水溶性蛋白;ELOVL2基因在进化中高度保守。该研究结果将为进一步研究ELOVL2基因在静原鸡肉质方面的作用及功能提供参考。     

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。     

贵州宗地花猪的GDF9基因多态性及生物信息学分析

以贵州宗地花猪和贵州从江香猪2个地方猪种为研究对象,构建基因组DNA池,扩增GDF9基因第1外显子和第2外显子序列,采用直接测序法对2个品种的GDF9基因进行单核苷酸多态性进行检测,利用生物信息学软件预测不同多态性位点对GDF9基因m RNA二级结构、蛋白质二级结构的影响。结果表明,在2个品种中共检测到T~(997)A、C~(1009)T、T~(1014)C、G~(1137)T和A~(1196)T 5个SNPs位点,其全位于第二外显子上。T~(997)A、C~(1009)T和A~(1196)T均为错义突变。T~(997)A导致编码的苯丙氨酸(Phe)变为异亮氨酸(Ile)、C~(1009)T导致编码的亮氨酸(Leu)变为苯丙氨酸(Phe)、A~(1196)T导致编码的赖氨酸(Lys)变为甲硫氨酸(Met)。SNPs位点对于GDF9基因的m RNA二级结构、蛋白质二级结构有一定影响。     

三个绵羊群体MC4R基因多态性及生物信息学分析

旨在探讨绵羊黑素皮质素受体-4(melanocortin-4 receptor,MC4R)的分子机理,采用PCR-SSCP方法对3个绵羊群体(甘肃肉用绵羊新品种群、小尾寒羊和湖羊)的MC4R基因外显子进行多态性检测和生物信息学分析。结果表明,3个绵羊群体均存在3种基因型AA型、AB型和BB型,优势基因型为BB,其中优势等位基因为B;测序结果表明,野生型BB型和突变型AB型相比,AB型个体在该基因编码区第511位点发生G→A突变,第495位发生C→T突变;AA型个体在该基因编码区第511位点发生G→A突变,出现AA的纯合,第495位发生C→T突变,出现CC纯合;3个绵羊群体中小尾寒羊的多态信息含量属于中度多态(0.25PIC0.50),甘肃肉用绵羊新品种群羊和湖羊属于低度多态(PIC0.25);χ2适合性检验表明除湖羊之外,其余2个绵羊品种均处于Hardy-Weinberg平衡状态。生物信息学分析发现MC4R氨基酸序列有明显的疏水性区域,有7个跨膜螺旋区及信号肽,其编码蛋白主要的二级结构元件是α螺旋和无规则卷曲;同源性比对发现绵羊MC4R基因与山羊、牛、野猪、人类及大猩猩的相似度分别为97%、94%、81%、83%及83%,说明MC4R是一个非常保守的蛋白,在绵羊的生长发育中起着重要作用。     

高山美利奴羊INHA基因多态性生物信息学分析及与产羔数关联分析

本研究旨在研究高山美利奴羊INHA基因外显子多态性及其与产羔数的相关性。本实验通过比对高山美利奴羊全基因组测序结果中不同个体INHA外显子,分析高山美利奴羊INHA基因的单核苷酸多态性,应用生物信息学软件分析高山美利奴羊INHA基因突变前后不同等位基因的m RNA二级结构、蛋白质的二级结构及三级结构。通过上述分析,将引起高山美利奴羊INHA编码氨基酸变化的位点作为该基因的特异性候选位点,通过直接测序法分析高山美利奴羊特异性候选位点INHA基因多态性,并分析其与产羔数的相关性。结果发现,高山美利奴羊INHA基因外显子区域存在3个SNPs,分别为T206A (Met→Lys)、T387A(Thr→Thr)、G900A (Pro→Pro);INHA基因3个SNPS都改变了RNA的最小自由能以及二级结构,错义突变T206A (Met→Lys)引起蛋白质二级结构和三级结构的改变;高山美利奴羊INHA基因T206A突变表现出3种基因型分别命名为TT、TA、AA,基因型与产羔数关联分析发现TT、TA基因型个体的产羔数极显著高于TT基因型个体(p<0.01)。本研究初步表明INHA基因是影响高山美利奴羊产羔数的一个主效基因。     

宗地花猪和从江香猪ADRP基因多态性及生物信息学分析

为研究宗地花猪和从江香猪ADRP基因的单核苷酸多态性,为选种选育提供理论参考,试验以宗地花猪和从江香猪为对象,构建DNA池,采用PCR产物测序法对ADRP基因8个外显子进行单核苷酸多态性检测,并利用生物信息学方法对ADRP基因编码产物进行结构功能预测。结果显示,在两个猪种ADRP基因中筛查到5个SNPs,分别是T37C、T140C、G777A、A1061G、A1117G,其中T37C位于非编码区内,T140C和A1061G为同义突变,G777A(Val→Ile)和A1117G(Asn→Ser)为错义突变;突变前后ADRP基因m RNA二级结构、编码蛋白二级结构及三级结构均发生了变化。研究结果表明,宗地花猪和从江香猪ADRP基因具有较高的遗传多样性,可为猪种的选育和创新提供参考。     

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。     

贵州本地山羊TFB1M基因启动子区多态性生物信息学分析

目的:采用DNA池结合PCR技术,筛选TFB1M基因启动子区SNP位点,并分析其对启动子区的影响。方法:利用多种生物信息学软件预测TFB1M基因核心启动子范围、转录因子结合位点、CpG岛。结果:TFB1M基因启动子区发现1个SNP位点G-234A。TFSEARCH软件预测结果显示TFB1M基因启动子区转录因子ADR1与Sp1位置调换,且ADR1位置的提前导致TFB1M基因转录效率增高。结论:G-234A位点可能影响TFB1M基因转录,试验结果为进一步分析TFB1M基因启动子区功能奠定基础。     

家兔UCP2基因多态性的筛选和生物信息学研究

本文研究兔的UCP2基因的多态性,为地方兔种的选种和选育提供一定的依据。分别以比利时兔、加利福尼亚兔和新西兰兔构建其DNA池,设计6对引物扩增3个兔种UCP2基因的外显子序列和部分内含子序列,用PCR产物直接进行双向测序快速的筛选出兔的UCP2的多态位点。结果表明:在兔UCP2基因中筛选到8个多态性位点:intron2-G2217T、exon3-A63C、exon3-G169A、intron5-C61A、exon6-C11G、intron6-C7T、intron6-C46T、intron6-C73A,其中exon3-A63C和exon3-G169A位于第3外显子上,且exon3-A63C为错义突变,导致编码的酪氨酸(Tyr)变为丝氨酸(Ser)。exon6-C11G在第6外显子上,其余的多态位点都在内含子中,除了intron6-C7T外,其余的多态位点在三种兔种中都有。结论:通过生物信息学对兔UCP2基因的分析发现m RNA二级结构、二级结构和蛋白质的三级结构在突变前后都发生变化。     

白桦BpCesA基因的生物信息学及表达分析

从白桦45个转录组数据中分析获得6条白桦纤维素合成酶基因,其中2条为该家族的新基因,通过生物信息学及实时定量PCR技术探讨白桦Bp Ces A在不同材性白桦中的表达量情况。结果表明,6条白桦Bp Ces A基因的ORF长度在2 958~3 312 bp,编码的氨基酸数目在985~1 103 aa,相对分子量在110.40~124.29 k D,理论等电点为5.90~7.43;6条Bp Ces A均含有D,D,D,QXXRW保守结构域和8个跨膜螺旋,其中2个位于N端,6个位于C端。对来自6个双子叶植物,4个单子叶植物和1个裸子植物的52条Ces A进行了聚类分析发现:白桦Bp Ces A与同为木本的杨树Ptr Ces A具有较高的同源性,其中Bp Ces A2与Ptr Ces A3同源性达到92%、另外Bp Ces A5与Ptr Ces A6、Bp Ces A1与Ptr Ces A8也具有较高的同源性,分别为89%和82%。Bp Ces A1、Bp Ces A2、Bp Ces A3、Bp Ces A5基因随纤维素含量的增加,表达量也呈现增加趋势,推测这些基因在白桦的纤维素合成中起到促进的作用。本研究为揭示纤维素合成酶基因的功能分析提供了基础。     

人ARNTL基因的克隆及生物信息学分析

[目的]克隆人ARNTL基因并分析其生物学特性。[方法]通过NCBI数据库中的人ARNTL基因设计引物,进行PCR扩增,将其连接在pGEX-4T-1载体上,然后通过双酶切及测序鉴定克隆的正确性,再使用在线软件分析预测人ARNTL的生物学特性。[结果]酶切结果显示人ARNTL基因开放阅读框为1 878 bp,编码625个氨基酸残基,分子量为68 690.67 Da, pI为6.40。ARNTL蛋白是主要位于细胞核中的亲水性蛋白,不含跨膜结构域,无信号肽,其二级结构由α螺旋、无规则卷曲和延伸链构成,并且三级结构与二级结构预测结果一致。[结论]成功克隆了人ARNTL基因,并对人ARNTL蛋白进行了生物信息学分析,为深入研究该蛋白的分子作用机理打下一定基础。