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FecB基因是在澳大利亚Booroola羊中发现的一个与高繁殖率相关的主效基因,后续的研究证明FecB基因实为骨形态发生蛋白Ⅰ型受体基因(Bone MorphogeneticProtein Receptor-IB,BMPR-IB)。研究发现,Booroola绵羊BMPR-IB碱基序列上存在1个A746G突变,使其所编码的第249位氨基酸由谷氨酰胺突变为精氨酸(Q→R),引起蛋白结构的变化,使携带该突变基因母羊的颗粒细胞分化和卵泡成熟速度加快,从而使排卵数增加。目前研究表明,该突变在世界各地绵羊品种中均有分布,且与产羔数密切相关。但对多个山羊品种及奶山羊品种BMPR-IB基因的多态性进行检测,均未检测到该突变。为在山羊细胞中引入BMPR-IB基因A746G突变,本研究从绵羊卵巢组织中克隆了BB型BMPR-IB基因全长编码区(去除终止密码)序列,扩增不同卵巢启动子片段对其在卵丘颗粒细胞中的特异性进行检测,构建不同转BMPR-IB基因重组真核表达载体,分别瞬时转染山羊成纤维细胞和颗粒细胞,并利用quantitative RT-PCR和Westen Blot方法对相关基因的表达进行了检测,研究结果如下: 1.克隆得到了包含编码区A746G突变长度为1550bp的BMPR-IB基因的完整编码区(终止密码子除外)序列,对测序结果进行拼接比对发现,除A746G突变外,克隆序列还存在编码区C1470A突变,但该突变未引起编码氨基酸的变化,为同义突变。 2.成功克隆了长度为486bp的鼠源OSP-2卵巢启动子片段,MatInspector program和TFSEARCH软件分析表明,克隆片段除包含有类似于TATA-box和CAAT-box等核心启动元件外,还含有潜在的SRY、IK1、ER、AP1、HSF、CdxA等转录因子结合位点;构建重组质粒pOSP-2-EGFP,经LipofectamineTM3000介导进行体外绵、山羊成纤维和颗粒细胞转染,发现转染24h后,在绵、山羊颗粒细胞中均可观察到呈微弱绿色荧光的细胞,表明EGFP报告基因开始表达,随着转染时间的增加,细胞亮度有所增加,而转染不同品种和来源的成纤维细胞72h后始终未观察到荧光,表明pOSP-2-EGFP能够引导EGFP基因在绵、山羊颗粒细胞中特异表达;流式细胞仪测定转染颗粒细胞72h后的效率约为4%。 3.扩增得到了长度分别为1100bp和515bp的绵羊CYP19基因卵巢启动子片段,分别将其克隆到去除CMV启动子的pEGFP-N2载体骨架中,构建了真核表达载体pCYP19-1.1-EGFP和pCYP19-0.5-EGFP;转录因子结合位点预测软件分析表明,扩增片段除含有类似于TATA-box核心启动顺式元件外,还含有多个潜在转录因子的结合位点;在脂质体LipofectamineTMLTX+PLUS介导下,分别进行绵羊的颗粒细胞和胎儿成纤维细胞转染试验,结果转染24 h后,在pCYP19-1.1-EGFP转染组颗粒细胞中观察到了绿色荧光的表达,转染48 h后荧光细胞数量有所增加,转染72 h时荧光细胞数最多,在胎儿成纤维细胞中也观察到了有少量EGFP基因的表达,表明扩增所得的绵羊CYP19基因卵巢启动子1100bp片段可引导外源基因在颗粒细胞中的表达,但缺乏高度专一性。而pCYP19-0.5-EGFP-转染组,至转染72h时,在颗粒细胞和成纤维细胞中均未观察到绿色荧光,表明克隆515bp片段无启动子活性。 4.构建了重组表达载体pEGFP-BMPR-IB,经脂质体LipofectamineTMLTX+PLUS介导瞬时转染7日龄羔羊耳组织成纤维细胞和太行山羊胎儿成纤维细胞,转染后48h和72h收集细胞,分别提取RNA和蛋白,利用quantitative RT-PCR和Westen Blot方法检测相关基因的表达,结果表明pEGFP-BMPR-IB转染组羔羊耳组织和胎儿成纤维细胞BMPR-IB基因在mRNA水平的相对表达量极显著高于空白对照组(P<0.01),在蛋白水平的表达高于空白对照组(P>0.05),实现了BB突变型BMPR-IB基因在山羊成纤维细胞中的表达;检测表明BMPR-IB基因在山羊成纤维细胞中的过表达能上调IGE-Ⅰ和下调BMP4、GDF5、TLR4基因的表达。 5.成功构建了重组表达载体p-CYP19-EGFP-BMPR-IB,经脂质体LipofectamineTM3000介导瞬时转染山羊颗粒细胞,并与转染后48和72h收集细胞,分别提取RNA和蛋白,利用RT-PCR和Westen Blot方法对基因表达情况进行检测,结果表明,转染组颗粒细胞中BMPR-IB基因mRNA水平的相对表达量极显著高于对照组(P<0.01),蛋白水平的表达量高于对照组(P>0.05),成功实现了BB突变型BMPR-IB基因在山羊颗粒细胞中的表达;BMPR-IB基因在山羊颗粒细胞中的过表达能上调IGE-Ⅰ、GDF5和下调BMP4、TLR4基因的表达。 综上,克隆得到了长度为1550bp的BB型BMPR-IB基因的编码区序列,并成功构建了pEGFP-BMPR-IB和p-CYP19-EGFP-BMPR-IB重组表达载体,通过脂质体介导的细胞转染,实现了BB型BMPR-IB基因在山羊成纤维细胞和颗粒细胞中的表达。BB型BMPR-IB基因在山羊成纤维细胞中的过表达上调了IGF-Ⅰ,下调了BMP4、GDF5、TLR4基因的表达,在山羊颗粒细胞中的过表达上调了IGF-Ⅰ、GDF5,下调了BMP4、TLR4基因的表达。