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SMAD2、SMAD3和SMAD4基因在小尾寒羊卵巢活动中的功能分析

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中国农业科技导报 2024年第7期26卷 69-79页

作者：王龙斌李明娜罗玉柱王继卿郝志云沈继源甄慧敏张玉庭杨舒童甘肃农业大学动物科学技术学院甘肃省草食动物生物技术重点实验室兰州730070

为探究SMAD基因家族重要成员SMAD2、SMAD3和SMAD4基因在小尾寒羊繁殖活动中的生物学功能,利用生物信息学技术对SMAD2、SMAD3和SMAD4基因的蛋白理化性质、亲疏水性和亚细胞定位进行分析,并对其二级结构、蛋白互作进行预测及GO(gene ontol... 详细信息

为探究SMAD基因家族重要成员SMAD2、SMAD3和SMAD4基因在小尾寒羊繁殖活动中的生物学功能,利用生物信息学技术对SMAD2、SMAD3和SMAD4基因的蛋白理化性质、亲疏水性和亚细胞定位进行分析,并对其二级结构、蛋白互作进行预测及GO(gene ontology)和KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)的富集分析;然后以小尾寒羊为研究对象,通过免疫组织化学染色(immunohistochemistry,IHC)确定SMAD2、SMAD3和SMAD4蛋白在卵巢组织中的表达,利用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)和蛋白免疫印迹(western blot,WB)方法测定SMAD2、SMAD3和SMAD4基因mRNA及其编码蛋白在不同生理阶段卵巢组织和不同直径卵泡中表达水平。结果显示,SMAD2、SMAD3和SMAD4蛋白为亲水性蛋白,理论等电点分别为6.67、6.73和6.50,在不同生理阶段卵巢组织中的阳性表达主要位于卵母细胞、卵泡膜细胞和颗粒细胞,且二级结构中α螺旋和无规则卷曲的占比较高,其蛋白与FOXH1、ACVR1B、SMAD1、TGFβR1、TGFβR2、ZFYVE9、SKI、SKIL、TGIF1和ENSOARP0000001869蛋白存在互作关系。SMAD2、SMAD3和SMAD4基因在TGF-β受体信号通路、TGF-β受体结合、TGF-β激活受体活性中发挥生物学功能,且在TGF-β信号通路富集。SMAD2和SMAD4蛋白在撤栓后42 h卵巢组织中的表达量显著高于撤栓后18 h,其mRNA表达趋势及其编码蛋白表达趋势总体一致;而SMAD3基因mRNA及其编码蛋白的表达量在不同生理阶段卵巢组织中差异不显著。SMAD3基因mRNA及其编码蛋白在中卵泡中的表达量显著高于大卵泡;SMAD2和SMAD4基因表达量在不同直径卵泡中差异不显著。综上所述,SMAD2、SMAD3和SMAD4基因在小尾寒羊卵巢周期性活动中的生物学功能存在差异,SMAD2和SMAD4基因参与小尾寒羊发情初期至排卵前的卵巢生理变化,但不参与卵泡发育;而SMAD3参与卵泡发育。以上研究结果为进一步探索SMAD基因家族在小尾寒羊卵巢活动中的分子机理提供理论参考。

关键词：小尾寒羊卵巢卵泡 SMAD2 SMAD3 SMAD4

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体细胞克隆技术扩繁超细型二狼山绒山羊的应用研究

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中国畜牧兽医 2024年第4期51卷 1420-1427页

作者：卿玉波程雯角德灵刘城郝志强郭建雄李钰莹张筱琳李臻李效宇王文魏红江云南省小型猪基因编辑与异种器官移植重点实验室昆明650201 云南农业大学动物医学院昆明650201 云南农业大学动物科学技术学院昆明650201 内蒙古中科正标生物科技有限公司巴彦淖尔015000 内蒙古正标种畜有限公司巴彦淖尔015000 中国科学院昆明动物研究所昆明650201

【目的】通过体细胞克隆技术生产超细型二狼山绒山羊克隆个体,为该技术在地方优质羊品种资源扩繁及新品种培育中的应用提供理论依据。【方法】选择1只4岁龄羊绒细度为13.89μm的二狼山绒山羊(♂),采集耳组织并分离培养成纤维细胞,以其... 详细信息

【目的】通过体细胞克隆技术生产超细型二狼山绒山羊克隆个体,为该技术在地方优质羊品种资源扩繁及新品种培育中的应用提供理论依据。【方法】选择1只4岁龄羊绒细度为13.89μm的二狼山绒山羊(♂),采集耳组织并分离培养成纤维细胞,以其为供体细胞,利用体细胞克隆技术开展超细型二狼山绒山羊的扩繁研究,通过克隆羊体重、羊绒细度、繁殖性能等指标评估该技术的可行性。【结果】试验成功建立了稳定的山羊卵母细胞体外成熟培养及体细胞克隆技术体系,卵母细胞成熟率为44.8%,孤雌激活卵裂率、囊胚率分别为83.0%、22.4%;二狼山绒山羊克隆胚的卵裂率、囊胚率分别为77.8%、13.7%。获得5只克隆羊个体,其生长发育正常,二狼山绒山羊母羊自然交配共获得16只健康的F1代个体,具有正常繁殖能力。克隆个体羊绒细度极显著低于同龄对照个体(P体细胞克隆技术成功克隆了超细型二狼山绒山羊个体,其具备正常生产性能和繁殖性能,并保留了超细羊绒的特性,为地方优良羊种质资源扩繁和新品种培育应用研究奠定了基础。

关键词：二狼山绒山羊体细胞克隆羊绒细度繁殖性能

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不同海拔藏绵羊肉品质、营养成分及肉质相关基因表达特征分析

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中国农业科技导报 2024年第3期26卷 66-75页

作者：姚亮伟沙玉柱郭新羽蒲小宁徐英王继卿李少斌郝志云刘秀甘肃农业大学动物科学技术学院甘肃省草食动物生物技术重点实验室兰州730070

为探究不同海拔藏绵羊肉品质差异及肉质相关基因的表达特征,以来自海拔2500、3500和4500 m藏绵羊为研究对象,对其背最长肌、臂三头肌和股二头肌的肉品质及营养成分进行测定,并对背最长肌和股二头肌肉质相关基因(H-FABP、LPL、MC4R和CAST... 详细信息

为探究不同海拔藏绵羊肉品质差异及肉质相关基因的表达特征,以来自海拔2500、3500和4500 m藏绵羊为研究对象,对其背最长肌、臂三头肌和股二头肌的肉品质及营养成分进行测定,并对背最长肌和股二头肌肉质相关基因(H-FABP、LPL、MC4R和CAST)的表达量进行测定及相关性分析。结果表明,在肉品质方面,低海拔藏绵羊肉的剪切力小、失水率低、嫩度高、口感更好,尤其背最长肌要优于其他2个部位,而高海拔藏绵羊的熟肉率和出肉率更高;在营养物质方面,高海拔藏绵羊肉的无机盐、粗蛋白含量较高,更具营养价值,但低海拔藏绵羊肉的多汁性好,且背最长肌的口感、营养成分均好于腿肌。肉质相关基因的表达量在不同海拔间存在差异,其中,H-FABP在中海拔藏绵羊各部位肌肉中的表达量均最高;LPL、MC4R、CAST在低海拔藏绵羊股二头肌中的表达量均最高,在中、高海拔藏绵羊背最长肌中的表达量较高。相关分析表明,H-FABP、LPL、MC4R、CAST基因的表达量与藏绵羊的熟肉率、剪切力、失水率及灰分、粗脂肪、粗蛋白、干物质含量显著相关。由此可见,不同海拔藏绵羊的肉质、营养成分均存在较大差异,且不同部位中肉质相关基因的表达量也存在差异,从而影响藏绵羊的肉质。以上结果为不同海拔藏绵羊的肉品选择及遗传改良提供基础。

关键词：藏绵羊不同海拔肉品质营养成分基因表达

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利用水稻转化愈伤组织评估引导编辑效率

科学通报 2024年

作者：杨茜孟祥兵王春刘婷婷王克剑余泓饶玉春邹金鹏中国农业科学院中国水稻研究所水稻生物育种全国重点实验室中国科学院大学农业农村部基因编辑创新利用重点实验室(海南) 5. 崖州湾国家实验室中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室和国家植物基因中心中国科学院种子设计创新学院浙江师范大学生命科学学院

引导编辑(prime editing, PE)作为新一代精准基因组编辑技术,能够实现任意类型碱基替换、小片段DNA插入和缺失,已成功应用于作物性状改良及新种质创制.然而,目前在某些位点上, PE编辑效率较低,无法实现预期目标编辑.因此,为了提升工作... 详细信息

引导编辑(prime editing, PE)作为新一代精准基因组编辑技术,能够实现任意类型碱基替换、小片段DNA插入和缺失,已成功应用于作物性状改良及新种质创制.然而,目前在某些位点上, PE编辑效率较低,无法实现预期目标编辑.因此,为了提升工作效率并加快获取目标编辑植株的速度,需建立一套完整的PE效率评估体系,用以评估不同位点的精准编辑效率.本研究选择6个已知具有不同编辑效率的PE载体,通过农杆菌介导的遗传转化法将其转化到水稻愈伤组织,随后对转化后的愈伤组织进行不同时间点连续取样,并利用高通量二代测序技术进行检测,以研究PE技术介导的精准编辑在整个愈伤组织转化过程中发生的时间和效率.实验结果显示,最早在侵染后第13天的愈伤组织中就能检测到精准编辑的发生,从第13天开始,编辑效率逐渐上升,并在第30天的愈伤组织中达到最大值.特别地,在侵染后第15天的愈伤组织中,不同位点的编辑效率与植株中的编辑效率呈良好的对应关系,因此,该时间点可用于评估植株中PE精准编辑效率.该PE效率评估体系的建立,为评估植株精准编辑效率提供了参考,有助于精准编辑在作物改良中的应用.

关键词：水稻 PE技术愈伤组织二代测序精准编辑评估体系

清远麻鸡miR-142-3p分析及其关键靶基因的筛选

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中国农业大学学报 2024年第7期29卷 12-22页

作者：朱师良余春林邱莫寒张增荣熊霞胡陈明杨礼彭涵陈家磊宋小燕夏波杨朝武四川省畜牧科学研究院动物遗传育种重点实验室成都610066

为分析清远麻鸡不同组织中miR-142-3p的表达情况,并筛选其在脾脏中的关键靶基因,本研究利用在线数据库预测鸡miR-142-3p靶基因,并对靶基因进行GO和KEGG富集分析以及构建蛋白-蛋白互作网络。利用在线公共数据库,分析脾脏相对于其他组织的... 详细信息

为分析清远麻鸡不同组织中miR-142-3p的表达情况,并筛选其在脾脏中的关键靶基因,本研究利用在线数据库预测鸡miR-142-3p靶基因,并对靶基因进行GO和KEGG富集分析以及构建蛋白-蛋白互作网络。利用在线公共数据库,分析脾脏相对于其他组织的miR-142-3p表达量;再根据miRNA表达量与其靶基因表达量负相关机制,对miR-142-3p靶基因与脾脏中相对其他组织显著下调基因取交集,筛选潜在靶基因。结果表明:1)预测获得85个靶基因,GO富集分析显示,靶基因参与多种高分子化合物的合成与转运过程。2)KEGG结果显示富集到MAPK、Notch、Wnt等多条与抗肿瘤免疫相关的信号通路。3)PPI网络共筛选到4个Hub基因。4)miR-142-3p在脾脏中的表达量极显著高于肝脏、肺脏、胸肌、心脏和肾脏(P基因。综上,鸡miR-142-3p在脾脏中很可能通过TWF1、MYH10、NFIB、FNBP1L和FERMT2发挥生物学功能。本研究为解析鸡miR-142-3p的功能及其分子机制提供了参考和依据。

关键词：清远麻鸡 miR-142-3p 生物信息学组织表达脾脏

比较CRISPR/Cas9和PE技术对HEK293T细胞中eGFP基因的编辑效率影响

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中国畜牧杂志 2024年第5期60卷 293-298,338页

作者：邱梅玉张雪梅张宁徐鑫刘明军新疆畜牧科学院生物技术研究所农业农村部草食家畜遗传育种与繁殖重点实验室新疆动物生物技术重点实验室新疆乌鲁木齐830000

为了构建增强型eGFP(Enhanced GFP)基因CRISPR/Cas9和引导编辑(Prime Editing,PE)相关载体,确定CRISPR/Cas9和PE对eGFP基因的编辑效率,本研究通过生物信息学对eGFP基因进行靶位点分析,人工合成eGFP sgRNA/15 bp缺失的pegRNA及niRNA,构建LentiCRISPRV2-eGFP sgRNA、15 bp缺失的pU6-eGFP-pegRNA和U6-eGFP-niRNA质粒;培养293T细胞,利用荧光倒置显微镜、流式细胞仪和HiTOM深度测序,检测eGFP基因的FITC-A-Mean和细胞发生的编辑类型,同时预测不同编辑类型蛋白结构变化。结果发现,eGFP-sgRNA组的FITC-A-Mean显著低于阴性对照组;eGFP-PE2组的FITC-A-Mean极显著低于阴性对照组;eGFP-PE3b组的FITC-A-Mean极显著低于阴性对照组;Hi-TOM测序表明eGFP-sgRNA、eGFP-PE2和PE3b的编辑效率分别为20.420%、36.735%和40.180%;PE3b较PE2编辑效率提升3.445%;eGFP野生型蛋白二级结构中延伸链最多达到83个(34.73%),eGFP-CRISPR/Cas9-1bp插入蛋白二级结构中无规则卷曲达到144个(56.69%);eGFP-PE-15 bp缺失蛋白中延伸链最多达到85个(36.32%)。本试验成功构建LentiCRISPRV2-eGFP sgRNA、15 bp缺失的pU6-eGFP-pegRNA和U6-eGFP-niRNA质粒,转染后绿色荧光强度均极显著降低,CRISPR/Cas9编辑存在多种编辑形式,而PE编辑除15 bp缺失的精准编辑外存在比例较少的碱基替换,表明利用PE编辑系统可以实现精准编辑,为研究动物功能基因和精准分子育种领域奠定基础。

关键词： CRISPR-cas9 引导编辑(PE) eGFP基因 FITC-A-Mean Hi-TOM深度测序

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育成期蛋鸡钙、磷动态营养需要研究进展

动物营养学报 2024年第1期36卷 40-54页

作者：杨涛铭倪姮佳印遇龙湖南农业大学动物科学技术学院动物营养基因组与种质创新研究中心长沙410000 中国科学院亚热带农业生态研究所畜禽养殖污染控制与资源化技术国家工程实验室动物营养生理与代谢过程湖南省重点实验室长沙410000

钙、磷是蛋鸡正常生命活动中必不可少的常量矿物元素,参与机体重要生理活动。随着畜禽养殖业的集约化、规模化发展,钙、磷用量不断增加,造成了资源浪费、饲料成本增加以及环境污染等问题。本文综述了钙、磷的生理功能、需要量、动态营... 详细信息

钙、磷是蛋鸡正常生命活动中必不可少的常量矿物元素,参与机体重要生理活动。随着畜禽养殖业的集约化、规模化发展,钙、磷用量不断增加,造成了资源浪费、饲料成本增加以及环境污染等问题。本文综述了钙、磷的生理功能、需要量、动态营养需要及其影响因素,旨在为蛋鸡营养需要模型的建立和进一步研究以及饲粮钙、磷精准供给提供参考。

关键词：蛋鸡育成期磷钙动态营养

基于体外自连接的猪圆环病毒2型感染性克隆构建方法

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生物工程学报 2024年第7期40卷 2333-2345页

作者：孙仁杰杨永乐王雅婷谢荣辉张传亮方维焕李肖梁赵灵燕浙江省动物疫病预防控制中心浙江杭州311199 湘湖实验室浙江杭州311231 浙江大学动物科学学院浙江省动物预防医学重点实验室浙江杭州310058

本研究旨在建立一种快速构建猪圆环病毒2型(porcine circovirus type 2,PCV2)感染性克隆的方法。以临床分离的PCV2 LX株为模板,利用DNA无缝克隆技术成功构建了PCV2环状感染性克隆。同时,在基因组体外自连接的构建过程以及拯救病毒的生... 详细信息

本研究旨在建立一种快速构建猪圆环病毒2型(porcine circovirus type 2,PCV2)感染性克隆的方法。以临床分离的PCV2 LX株为模板,利用DNA无缝克隆技术成功构建了PCV2环状感染性克隆。同时,在基因组体外自连接的构建过程以及拯救病毒的生长特性上,将本方法与常规酶切连接方法进行了比较。本方法无须分析和引入限制性内切酶位点,避免了传统酶切连接的繁琐,能更高效地进行PCV2基因组的编辑。构建的感染性克隆经脂质体转染细胞,成功拯救获得可以稳定传代的重组病毒,并且重组病毒在PK-15细胞和3D4/31细胞(猪肺泡巨噬细胞系)上具有更强的增殖能力。综上所述,本研究构建了一种基于体外自连接的PCV2反向遗传操作系统,为PCV2基因工程疫苗的研发提供新策略,为其他新发圆环病毒(PCV3和PCV4)感染性克隆的构建提供借鉴。

关键词：猪圆环病毒2型感染性克隆体外自连接病毒拯救

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大豆皂甙对蛋鸡免疫功能的影响及其在鸡蛋中的沉积效果

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动物营养学报 2024年第1期36卷 245-254页

作者：刘诚傲郭宸宇周晗聪段元亮郭双双张正帆查宇李鹏丁斌鹰武汉轻工大学动物营养与饲料科学湖北省重点实验室武汉430023 湖北蓝谷中微生物技术有限公司宜昌443100

本研究旨在探究大豆皂甙(SS)对蛋鸡免疫功能的影响,并探究其在鸡蛋中的沉积效果。将270只21周龄海兰灰蛋鸡随机分为3个组,每组6个重复,每个重复15只鸡。对照组(CTR组)饲喂基础饲粮,50 SS和500 SS组分别在基础饲粮中添加50和500 mg/kg S... 详细信息

本研究旨在探究大豆皂甙(SS)对蛋鸡免疫功能的影响,并探究其在鸡蛋中的沉积效果。将270只21周龄海兰灰蛋鸡随机分为3个组,每组6个重复,每个重复15只鸡。对照组(CTR组)饲喂基础饲粮,50 SS和500 SS组分别在基础饲粮中添加50和500 mg/kg SS。试验期10周。结果显示:1)50 SS组血清β-防御素1(β-DF1)含量显著高于CTR组(P细胞介素-10(IL-10)的基因表达水平显著高于CTR组(P基因表达水平显著高于CTR组(P细胞平均血红蛋白浓度(MCHC)显著高于CTR组(P<0.05)。4)500 SS组鸡蛋中的大豆皂甙Ⅰ、大豆皂甙Ⅴ、大豆皂醇A、大豆皂醇B含量显著高于CTR组(P<0.05)。综上所述,在蛋鸡饲粮中添加50和500 mg/kg SS可改善蛋鸡免疫功能。此外,饲粮中添加500 mg/kg SS可使SS沉积到鸡蛋内,且SS可被转化成大豆皂醇沉积到鸡蛋内。

关键词：大豆皂甙蛋鸡免疫功能沉积