绒山羊FGF5基因的特异性表达及RNA干扰研究

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羊绒的品质和产量主要是由皮肤表面的毛囊性状决定的,研究毛囊的周期性生长及其分子调控机制对提高羊绒产量至关重要。成纤维细胞生长因子5(fibroblast growthfactor5,FGF5)作为毛囊生长的重要调节因子,已成为绒山羊改良和分子育种的研究热点。本研究利用PCR技术扩增绒山羊FGF5基因CDS区,分别构建毛囊特异性表达载体和RNAi表达载体,通过转染绒山羊胎儿成纤维细胞,进行载体功能验证和RNA干扰序列的筛选,为进一步研究FGF5基因在毛囊发育和周期调控中的作用提供了技术支持。本研究的主要内容和结果如下:1.绒山羊FGF5基因毛囊特异性表达载体pEGFP-N1-KF的构建以绒山羊基因组和cDNA为模板,利用PCR技术克隆KAP6-1基因的启动子序列以及FGF5基因CDS区,并将这两个元件连接到去除CMV启动子的真核表达载体pEGFP-N1上,FGF5与EGFP表达框之间以猪捷申病毒2A(P2A)相连。经酶切鉴定,表明载体pEGFP-N1-KF构建成功。2. pEGFP-N1-KF在绒山羊胎儿成纤维细胞中的表达检测转染绒山羊胎儿成纤维细胞,分别提取细胞RNA和总蛋白进行qRT-PCR和Westernblotting检测。qRT-PCR结果表明FGF5正常表达,Western blotting结果显示P2A能够有效剪切FGF5和EGFP融合蛋白。表明pEGFP-N1-KF在绒山羊胎儿成纤维细胞中正常表达。3.绒山羊FGF5基因RNAi表达载体pGPU6-shRNA和辅助载体pFGF5-N1的构建根据获得的绒山羊FGF5基因CDS区,设计四条shRNA干扰片段(即shRNA-293、shRNA-338、shRNA-633、shRNA-681)和一条阴性对照片段,以pGPU6/GFP/Neo载体为骨架,构建针对FGF5基因的RNAi表达载体pGPU6-shRNA。辅助载体pFGF5-N1是以pEGFP-N1载体为骨架,用绒山羊FGF5基因CDS区替换pEGFP-N1的EGFP基因,FGF5基因CDS区上下游各引入一段FLAG标签序列。经酶切鉴定,表明RNAi表达载体pGPU6-shRNA和辅助载体pFGF5-N1构建成功。4.共转染胎儿成纤维细胞进行RNA干扰序列的筛选RNAi表达载体pGPU6-shRNA分别与辅助载体pFGF5-N1按1:1的质量比共转染绒山羊胎儿成纤维细胞,分别提取细胞RNA和总蛋白进行qRT-PCR和Western blotting检测。结果表明,在mRNA和蛋白表达水平上,四种RNAi表达载体均能使FGF5基因表达量下降,其中,pGPU6-shRNA-681的干扰效果最显著,表明外源性的U6启动子能够使载体pGPU6-shRNA-681在绒山羊胎儿成纤维细胞中发挥作用。以上结果表明,成功构建了绒山羊FGF5基因毛囊特异性表达载体和RNAi表达载体,通过转染绒山羊胎儿成纤维细胞验证了载体功能,并筛选出了有效的RNA干扰序列,为进一步研究FGF5基因在绒山羊毛囊周期中的分子机制和生产常年长绒型绒山羊新品种提供技术支持。
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