牦牛<i>RPL8</i>基因克隆、生物信息学及组织表达分析

doi:10.7668/hbnxb.20195529

华北农学报 ›› 2025, Vol. 40 ›› Issue (6): 186-193. doi: 10.7668/hbnxb.20195529

所属专题： 畜牧；

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牦牛RPL8基因克隆、生物信息学及组织表达分析

何文斌¹^,², 平措占堆³, 张强³, 尼玛加措⁴, 王洪壮⁴, 余道宁², 张梦帆², 王佟², 冯芬², 喇永富¹^,², 马晓明¹^,², 洛桑顿珠³, 梁春年¹^,²

¹ 甘肃农业大学动物科学技术学院,甘肃兰州 730070
² 中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所,甘肃省牦牛繁育工程重点实验室,甘肃兰州 730050
³ 西藏自治区农牧科学院畜牧兽医研究所,西藏拉萨 850004
⁴ 日喀则市昂仁县农业农村局,西藏日喀则 857001

收稿日期:2024-10-24 出版日期:2025-12-31
通讯作者:
梁春年(1998—),男,甘肃武威人,研究员,博士,主要从事动物遗传育种与繁殖研究。
作者简介:
何文斌(1998—),男,甘肃天水人,硕士,主要从事动物遗传育种与繁殖研究。
基金资助:
西藏自治区区域科技协同创新项目(QYXTZX-RKZ2022-03); 国家重点研发计划项目(2022YFD1302101); 现代肉牛牦牛产业技术体系(CARS-37)

Cloning,Bioinformatics,and Tissue Expression Analysis of the RPL8 Gene in the Sangsang Yak

HE Wenbin¹^,², PINGCUO Zhandui³, ZHANG Qiang³, NYIMA Jiatuo⁴, WANG Hongzhuang⁴, YU Daoning², ZHANG Mengfan², WANG Tong², FENG Fen², LA Yongfu¹^,², MA Xiaoming¹^,², LUOSANG Donzhu³, LIANG Chunnian¹^,²

¹ College of Animal Science and Technology,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China
² Lanzhou Institute of Husbandry and Pharmaceutical Sciences,Chinese Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Yak Breeding Engineering,Gansu Province,Lanzhou 730050,China
³ Institute of Livestock and Veterinary Research(ILVR),Xizang Academy of Agriculture and Animal Husbandry Sciences, Lhasa 850004,China
⁴ Bureau of Agriculture and Rural Affairs of Anren County,Xigaze,Xigaze 857001,China

Received:2024-10-24 Published:2025-12-31

摘要/Abstract

摘要：

探究桑桑牦牛核糖体蛋白L8基因(RPL8)的结构与理化指标,并通过qPCR技术测定牦牛各组织中RPL8基因的表达水平,旨在为深入探讨RPL8基因在牦牛体内的生物学功能奠定坚实的理论基础。以桑桑牦牛肾脏组织cDNA为模板克隆桑桑牦牛RPL8基因编码区序列(CDS ),对CDS区序列进行生信分析,并使用RT-qPCR检测RPL8基因在桑桑牦牛各组织中的相对表达水平。桑桑牦牛RPL8基因的CDS区全长456 bp,共编码151个氨基酸;同源性比对发现桑桑牦牛与家牛的同源性最高,与美洲熊亲缘关系最远;蛋白分析显示,RPL8蛋白内共有潜在磷酸化位点18个,分子质量16.293 89 ku,原子总数2 325,氨基酸等电点为10.90,不稳定系数为41.81,总平均疏水性为-0.687,预测为不稳定亲水性蛋白质,无跨膜结构域和信号肽区域。亚细胞定位显示,RPL8蛋白主要位于细胞核中(65.20%)。RPL8蛋白高级结构由无规则卷曲(49.01%)、延伸链(27.15%)、β-转角(13.91%)和α-螺旋(9.93%)相互连接而成。RT-qPCR结果显示,桑桑牦牛8个组织中均有RPL8基因的表达,在牦牛心脏、肝脏、十二指肠脏组织中表达最高,与其他组织表达差异显著。

关键词: 桑桑牦牛, RPL8基因, 基因克隆, 生物信息学分析, 组织表达

Abstract:

The objective of this research was to examine the structure and physicochemical characteristics of the ribosomal protein L8 gene (RPL8) in Sangsang yak,and to assess the expression of RPL8 in various tissues via qPCR,providing a theoretical foundation for further studies on the biological functions of RPL8 in yak.The RPL8 gene coding region (CDS) of Sangsang yak was cloned using kidney tissue cDNA as a template,and the gene sequence was analyzed using bioinformatics.RT-qPCR was employed to determine the relative expression level of RPL8 in different tissues of Sangsang yak.The CDS region of RPL8 gene in Sangsang yak was 456 bp,encoding 151 amino acids.Comparative analysis revealed that Sangsang yak had the highest homology with domestic cattle and the lowest similarity with American bear.Protein analysis identified 18 potential phosphorylation sites in RPL8 protein,molecular weight of 16.293 89 ku,total number of atoms of 2 325,amino acid isoelectric point of 10.90,instability coefficient of 41.81,and total average hydrophobicity of -0.687.The protein was predicted to be an unstable hydrophilic protein without transmembrane domains or signal peptide regions.Subcellular localization demonstrated that RPL8 protein was primarily located in the nucleus (65.20%).The secondary structure of RPL8 protein was composed of random coil (49.01%),extension chain (27.15%),β-corner (13.91%),and α-helix (9.93%).RT-qPCR results indicated that RPL8 gene was expressed in all 8 tissues of Sangsang yak,with the highest expression in heart,liver,and duodenal tissues,exhibiting significant differences compared to other tissues.

Key words: Sangsang yak, RPL8 gene, Gene cloning, Bioinformatics analysis, Tissue expression

中图分类号:

S823.85

何文斌, 平措占堆, 张强, 尼玛加措, 王洪壮, 余道宁, 张梦帆, 王佟, 冯芬, 喇永富, 马晓明, 洛桑顿珠, 梁春年. 牦牛RPL8基因克隆、生物信息学及组织表达分析[J]. 华北农学报, 2025, 40(6): 186-193. doi: 10.7668/hbnxb.20195529.

HE Wenbin, PINGCUO Zhandui, ZHANG Qiang, NYIMA Jiatuo, WANG Hongzhuang, YU Daoning, ZHANG Mengfan, WANG Tong, FENG Fen, LA Yongfu, MA Xiaoming, LUOSANG Donzhu, LIANG Chunnian. Cloning,Bioinformatics,and Tissue Expression Analysis of the RPL8 Gene in the Sangsang Yak[J]. Acta Agriculturae Boreali-Sinica, 2025, 40(6): 186-193. doi: 10.7668/hbnxb.20195529.

http://www.hbnxb.net/CN/Y2025/V40/I6/186

图/表 16

表1 引物序列

Tab.1 Primer sequences

名称 Name	序列(5'—3') Primer sequences (5'—3')	长度/bp Length	用途 Purpose
RPL8	F: CGGAAGATAAGGCGGCTCTC	1 000	PCR
	R: ACCAGTTTTATTGAGCCACAGC
RPL8	F: AAGGCAGCGGTTGTATGCT	206	qPCR
	R: GCAATGAGACCCACTTTCCG
GAPDH	F: AATGAAAGGGCCATCACCATC	204	qPCR
	R: GTGGTTCACGCCCATCACA

表2 生物信息学分析所用软件及其应用目的

Tab.2 Software used for bioinformatics analysis and its purpose of application

软件名称及网址 Software name and website	功能 Function
ORF Finder(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/orffinder/)	开放阅读框分析
BLAST(https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)	同源性比对分析
ProtParam(https://web.expasy.org/protparam/)	蛋白质理化性质分析
ProtScale(https://web.expasy.org/protscale/)	蛋白质亲疏水性分析
SignalP 4.1(http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP-4.1/)	蛋白质信号肽分析
TMHMM(http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/)	蛋白质跨膜结构预测
SMART(http://smart.embl-heidelberg.de/)	蛋白质结构域预测
PSORT Ⅱ(https://www.genscript.com/psort.html)	蛋白亚细胞定位预测
SOPMA(https://npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.plpage=npsa_sopma.html)	蛋白质二级结构预测
SWISS-MODEL(https://swissmodel.expasy.org/interactive)	蛋白质三级结构预测
STRING 10.5(https://www.string-db.org/)	蛋白互作网络预测

图1 牦牛RPL8基因CDS区PCR扩增电泳检测 M.DL2000 DNA Marker;1—2.空白对照;3. RPL8基因PCR扩增产物。

Fig.1 Electrophoresis detection of CDS region of RPL8 gene in yak by PCR amplification M.DL2000 DNA Marker;1—2.Blank control;3.PCR amplification products of RPL8 primers.

图2 桑桑牦牛与野牦牛RPL8基因第413位突变位点对比

Fig.2 Comparison of position 413 in RPL8 mutation between Sang sangyak and wild yak

图3 桑桑牦牛与野牦牛RPL8蛋白第138位突变位点对比

Fig.3 Comparison of RPL8 mutation site 138 in Sangsang yak and wild yak

表3 桑桑牦牛RPL8蛋白氨基酸序列与其他物种的同源性比对分析

Tab.3 Homology analysis of amino acid sequence of RPL8 protein of Sangsang yak with other species

物种Species	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1		100.0	100.0	98.8	98.6	98.4	98.2	93.8	93.2	92.8
2	0		100.0	98.8	98.6	98.4	98.2	93.8	93.2	92.8
3	0	0		98.8	98.6	98.4	98.2	93.8	93.2	92.8
4	1.2	1.2	1.2		98.6	98.4	98.6	93.6	93.4	92.8
5	1.4	1.4	1.4	1.4		99.4	98.8	93.6	94.0	93.4
6	1.6	1.5	1.5	1.6	0.6		98.8	93.6	93.6	93.4
7	1.8	1.8	1.8	1.4	1.2	1.2		93.6	93.4	99.2
8	6.6	6.6	6.6	6.8	6.8	6.8	6.8		94.4	93.4
9	7.3	7.3	7.3	7.1	6.4	6.8	7.1	5.9		92.8
10	7.6	7.6	7.6	7.7	7.0	7.0	7.2	7.0	7.7

图4 RPL8基因系统进化树

Fig.4 Phylogenetic tree of RPL8 gene

表4 桑桑牦牛RPL8蛋白氨基酸组成占比

Tab.4 The ratio of amino acid composition in RPL8 protein from Sangsang yak

氨基酸 Amino acid	数量/个 Amount	含量/%
丙氨酸Ala(A)	14	9.3
精氨酸Arg(R)	16	10.6
天冬酰胺Asn(N)	7	4.6
天冬氨酸Asp(D)	3	2.0
半胱氨酸Cys(C)	3	2.0
谷氨酰胺Gln(Q)	2	1.3
谷氨酸Glu(E)	7	4.6
甘氨酸Gly(G)	19	12.6
组氨酸His(H)	5	3.3
异亮氨酸Ile(I)	8	5.3
亮氨酸Leu(L)	6	4.0
赖氨酸Lys(K)	16	10.6
蛋氨酸Met(M)	2	1.3
苯丙氨酸Phe(F)	1	0.7
脯氨酸Pro(P)	10	6.6
丝氨酸Ser(S)	7	4.6
苏氨酸Thr(T)	8	5.3
色氨酸Trp(W)	1	0.7
酪氨酸Tyr(Y)	3	2.0
缬氨酸Val(V)	13	8.6

图5 牦牛RPL8蛋白二级结构预测 A.蛋白二级结构位点图:h.α-螺旋,c.无规则卷曲,t.β-转角,e.延伸链;B.蛋白质二级结构峰图;C.蛋白质二级结构竖条纹图。

Fig.5 Secondary structure prediction of the yak RPL 8 protein A.Protein secondary structure site map:h.α-helix,c.Random coil,t.β-turn,e.Extended strand;B.Protein secondary structure peak diagram;C.Vertical stripe pattern of protein secondary structure.

图6 牦牛RPL8蛋白三级结构预测蓝色.α-螺旋;紫色.无规则卷曲;绿色.β-转角;红色.延伸链。

Fig.6 Tertiary structure prediction of the RPL8 protein in yak Blue.α-helix;Purple.Random coil;Green.β-turn;Red.Extended strand.

图7 牦牛RPL8蛋白的亲水性评估预测

Fig.7 Hydrophilic evaluation and prediction of yak RPL8 protein

图8 牦牛RPL8蛋白磷酸位点预测分析

Fig.8 Phosphoric acid site prediction of yak RPL8 protein

图9 牦牛RPL8蛋白信号肽的预测

Fig.9 Prediction of RPL8 protein signal peptide in yak

图10 牦牛RPL8蛋白跨膜结构预测

Fig.10 Prediction of the transmembrane structure of yak RPL8 protein

图11 牦牛RPL8蛋白相互作用网络预测

Fig.11 Prediction of yak RPL8 protein interaction network

图12 牦牛RPL8基因在不同组织中的mRNA相对表达水平不同的小写字母表示组织间差异显著(P<0.05)。

Fig.12 mRNA relative expression levels of RPL8 gene in yak in different tissues Different lowercase letters denote significant disparities between tissues(P<0.05).

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牦牛RPL8基因克隆、生物信息学及组织表达分析

Cloning,Bioinformatics,and Tissue Expression Analysis of the RPL8 Gene in the Sangsang Yak

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