奶牛乳房炎是严重危害奶牛业的一种常见的复杂多发性疾病,目前尚无十分有效的治疗方法。近年来,随着分子生物学的发展,对乳房炎的研究逐渐深入到分子水平,对乳房炎相关基因的研究也取得了新的进展。本研究以中国荷斯坦奶牛白细胞为材料,提取总RNA,并利用半定量RT-PCR技术,检测了乳房炎奶牛和正常奶牛白细胞中β-防御素5、巨噬细胞炎症蛋白-3、L-选择素、S100A9和S100A12基因的mRNA表达水平。另外,还克隆了MIP-3基因和β-防御素5基因,并对其同源性进行了分析。然后以重组克隆载体质粒为模板,扩增β-防御素5基因成熟肽片段。扩增产物经EcoR I和Not I双酶切后,导入pET28a原核表达载体,并转化大肠杆菌BL21(DE3),然后对重组菌进行诱导表达,表达产物用Tricine-SDS-PAGE进行检测。结果表明,患乳房炎奶牛白细胞中β-防御素5、MIP-3、S100A9和S100A12四种基因mRNA表达量明显上调,而L-选择素基因mRNA表达量变化不明显。经PCR鉴定、酶切鉴定和测序说明所克隆的两种基因是正确的。克隆的MIP-3基因与GeneBank上所登录的序列完全一致。人、黑猩猩和恒河猴MIP-3基因的同源性较高,犬次之,而牛与以上四者的同源性均较低。克隆的β-防御素5基因与GeneBank上登录的BNBD 5序列同源性为82%,8个位点的氨基酸存在变异,分别为第9位(P→L)、第10位(Q→V)、第14位(W→I)、第16位(M→R)、第18位(V→F)、第28位(M→T)、第35位(F→L)和第40位(P→K)。不同品种鸡的β-防御素5基因同源性较高,而牛的β-防御素5基因与鸡的同源性最低,人和鼠次之;β-防御素1、β-防御素4、β-防御素7、β-防御素8、β-防御素10、舌抗菌肽和气管抗菌肽同源性较高,β-防御素122、β-防御素122a和β-防御素123同源性较高,β-防御素119和β-防御素120同源性也较高,β-防御素5基因与其它防御素的同源性均较低。Tricine-SDS-PAGE分析结果证明,重组菌能够正确表达出目的蛋白质,而且在IPTG浓度为0.5mM、37℃诱导时表达量最大,主要以可溶性蛋白存在,相对分子质量约为6.4kDa。