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2024年6月30日发(作者:用户定义的结构体类型)

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第31卷1期 

2008年1月 

安徽师范大学学报(自然科学版) 

ence)Journal of Anhui Normal University(Natural Sci Vl01.31 No.1 

Jan.2 0 0 8 

王锦蛇(Elaphe carinata)Sox基因保守区的克隆及测序 

杨超 ,杨传秀2 

241001) (1.安徽师范大学生命科学学院,安徽芜湖241000 2.皖南医学院生理教研室,安徽芜湖

摘要:参照人SRy基因HMG—box保守区序列设计一对兼并引物,PCR扩增了王锦蛇的Sox 

基因,采用SSCP技术筛选阳性克隆,并对其进行了测序.结果在雌雄个体中共筛选出4个Sox基 

因,其中一个为雌性独有,显示出性别差异性;4个Sox基因DNA序列及编码的氨基酸序列与人相 

应SoX基因的相似性分别为91%、91%、92%、91%和96%、98%、96%、96%,显示出高度的保守 

性.实验结果为王锦蛇的性别决定机制研究提供了分子资料. 

关键词:王锦蛇;Sox基因;PCR;测序 

中图分类号:Q343 文献标识码:A 文章编号:1001—2443(2008)01—0053—04 

Soz家族是一类由SRY相关基因构成的基因家族.所有该家族成员的共同特点是其编码的蛋白质含 

有HMG—box结构域…,因而认为其编码的蛋白质是一类重要的转录调控因子-2 J.Sox基因在个体发育过 

程中有极其重要的作用,已知Soz 1、Soz 2、Sox 3、Soz 5、Soz 6、Sox 9、Sox 17参与性别决定与分化-3 ; 

Soz 1、Sox 2、Soz 3、Sox 4、Soz l1、Soz 22、Soz 30参与中枢神经系统发育 咱 ;Soz 2、Soz 7、Sox 10、Sox 

11等在胚胎早期发育中担负重要功能【 ;Sox 10、Sox 11、Soz 19在外周神经系统中表达【 I8 ;Sox 1、So.r 

2、Soz 3与眼球的晶状体发育有关【5,9 ;Soz 4、Soz 6与体细胞的分化有关【l0 ;Soz 9、Sox 10与软骨的形成 

有关…J.近期的研究又发现,So:c 6和Sox 9蛋白还直接参与了前体mRNA的剪接作用【l2 J.近年来新的技术 

和方法的使用使得对5如基因的研究有了长足的进展,不仅发现了更多的Soz基因家族成员,也对其在器官 

形成和个体发育过程中的作用进行了详尽的分析【13-14].因此S 基因的研究对探讨动物的性别决定分子 

机制,胚胎发育的分子机制等都有极其重要的理论意义;同时对实现动物性别决定的人工控制,器官发育异 

常的分子诊断和基因治疗也有重要的实践指导意义. 

与哺乳动物相比,爬行动物性别决定机制非常复杂,有GSD和ESD等多种类型,它们是研究人类和高 

等动物性别决定机制的良好模式生物【15].王锦蛇隶属蛇亚目,游蛇科,是分布广泛的无毒蛇,有关其核型的 

研究已有报道,而性别决定分子机制的研究,尚未见报道,本文采用PCR技术,对王锦蛇的Sox基因进行了 

克隆、测序,旨在阐明其性别决定与分化的分子机制,进而为研究Sox基因的进化提供分子资料. 

1材料和方法 

1.1实验动物 

王锦蛇3雌3雄,2003年9月购于安徽芜湖市吉和街市场,性别按活体解剖检查确定,均为性成熟个体. 

1.2试剂 

实验用蛋白酶K、MgCI2、dNTP、Taq DNA聚合酶、100bp DNA ladder等均购于上海生物工程公司. 

1.3组织DNA的提取 

参照文献进行(金冬雁等,1996)[ ],1%琼脂糖凝胶电泳检测,4C保存备用. 

1.4引物设计及PCR扩增 

引物参照人SRY基因HMG—box保守区序列及有关文献设计【"],上海生物工程公司合成,PAGE纯 

化.Pl:5’AAGCGACCCATGAA(C\T)GC(A\G\C\T)TT(C\T)AT(G\A\C\T)G3’,P2:5’ 

ACGAGGTCGATA(C\T)TT(A\G)TA(A\G)T(C\T)(G\A\T\C)GG3’,该对引物可特异扩增人 

收稿日期:2007—03—12 

\ 

基金项目:安徽省自然科学基金(070413140);安徽省教委自然科学基金(2003kj164) 

作者简介:杨超(1970一),男,安徽泗县人,副教授,博士研究生. 

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安徽师范大学学报(自然科学版) 2008焦 

SRY基因HMG—box的保守序列,片段长为216bp. 

反应体系:100ngDNA、1.5mM Mg 、90uMdNTP、0.3 M/每引物、1UTaq聚合酶,加ddH20补至25t ̄1; 

一一一

●4 

u 

循环条件为:97℃预变性5min,94℃50s,55℃50s,72℃50s,35个循环,72℃延伸15min,4℃保存.1.7%琼 

脂糖凝胶电泳检测并拍照.余下的PCR产物用纯化试剂盒进行纯化. 

1.5 PCR产物的克隆 

取纯化后王锦蛇雌雄个体& 基因的PCR产物分别克隆;连接反应及转化按pGEM 

T载体试剂盒的说明书进行;不同阳性克隆筛选采用菌落PCR和SSCP方法[18]. 

1.6测序及Sox基因的分析 

对经菌落PCR和SSCP分析筛选出的不同阳性克隆,委托北京赛百盛生物技术公司 

进行全自动测序,并推测编码的氨基酸序列;采用Blast方法,联机与GenBank进行DNA 

及氨基酸序列相似性检索.由此命名王锦蛇Sox基因(SoxofElaphe carinata,简写为EC 

Sox). 

图1王锦蛇Sm:基 

2 结 果 

因PCR扩增结果 

M:100bpDNA ladder; 

2.1扩增结果 

1:雄王锦蛇;2:雌王 

雌、雄蛇均扩出一条带,实验重复三次,均得到一致结果,且扩增出的带型一致,大小 

锦蛇;3:阴性对照;4: 

均为220bp左右,与阳性对照一致(图1).此结果初步说明了王锦蛇基因组中存在有人的 

阳性对照 

SRY基因的同源基因. 

Fig 1 Agaro ̄gel 

2.2王锦蛇Sox基因序列 d叫 叫托 

经菌落PCR ̄I SSCP ̄,从460个阳性克隆中筛选到4个与人sRy基因单链泳 ” 

rI1al。; 

动速率不同的阳性克隆.经序列分析发现4个阳性克隆分别代表不同的Sox基因,根据其2:femal ;3:El h 

与人SOX基因的相似性分别命名为ECSoxl、ECSox4、ECSox11、ECSoz22.其中,c a旱;4:Elaphe 

ECSox4为雌蛇独有;EC.%xl、ECSox11、EC..%x22为雌雄共有.其DNA序列见图2,推测c.arinata 

编码氨基酸的序列见图3,与人类相应SOX和其他物种Sox基因的DNA序列同源性(表1);与人类相应 

SOX基因编码氨基酸及其他物种Sox基因编码氨基酸的一致性(表2). 

ECS缸1 ( rCT(× rCTCA(XX CCA(X)(X C(×;AA( A,r(X研(:A(X AGAACFCCAAGATGCACAACTCG 

目 r4 G 瞄 (二4( G0矧C z44( 矧 G — 戏 4 ( CLX2G 

ECS 1 1 ( X ℃TCA(;ATc( AGCGGAGGAAGATcATGGA( A(汀CCI;CAX;ACATGCACAACGCG 

ECS 22 ( TGTG( ℃CCAGAACGAA X姒× AAGATCATGGACCAGT ̄ACATGCACAACGCC 

******** *** * * *** ******* * ** ** * ********* * 

G £ n CCG c} k CG CC 

GAGAT( ℃CAA 

(;C( 3T(× AA( X: AA(×;ATA( 3(;ACAA( ATCCCT 

( ( n .4 AAGCr( ℃AAGGATAGCGACAA( ATCC( r 

( AAA1-( I’cCAAGC(× XX ACGGC( X A( × TCCAAGA111c(X A( AA( ATCCC( 

** *** ****** ***** *** * * * ** ** *** ** 

ECS[ 1 ,rTcA ACGAG( CCAA(;(:( ×了H :( A( CTT( ACATGAA(× 气ACAC 

ECS[ 4 TrcATC(X G( A(X)c( A( ( T()C( 口 AT( ACA]r(X)C(×jACTAc 

E( 11 

,I ATCCG( A(;GC( AGC(X : ;C【 )CTCAAGCACAT(X;cGGACTAC 

EC& 22 r C £G cj 弋 i 吼C 》C G呶G 

*** ** ***** * *** * ** * ****** ** * 

图2王锦蛇Sox基因HMG盒区的DNA序列(*表示一致的核苷酸) 

Rg2 The HMG—box DNA sequence of Sox genes of Elaphe carinata(*symbol for the same nucleotides) 

VWSRGQRRKMAQENPKMI-h-NSEISKRLGAEWKLLSEAEKRPFIDEAKRLRALHMKE 

VWSQIERRKIMEQSPDMHNAEISKRLGKRWKLLKDSDKIPFIREAERLRLMHMADY 

AEISKRLGKRwKLLKDSDKIPFIREAERI』 LK} ADY 

VWSQNERRKIMDQWPDMHNAEISKRI RRWQLLQDSEKIPI 6 RU U(HMADlY 

*** *** * *** ******* * ** * ** ** *** ** 

图3王锦蛇S一基因HMG盒区氨基酸的编码序列(*表示一致的氨基酸) 

Rg3 The HMG—box amino acid sequence of S genes of Elaphe carinata( symbol for the san1e amino acid) 

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31卷第l期 杨超,杨传秀:王锦蛇(Elaphe carinata)S[ 基因保守区的克隆及测序 

表1王锦蛇Sox基因与其它物种Sox基因DNA序列同源性比较 

55 

Table 1 The homology of Sox gene between Elaphe carinata and other species 

大麻哈鱼 

Oncorhynchus 

非洲角蟾 

Xe,zopus 

密西西比鳄 

Alligator 

鸡 

Gallus 

台湾鼷鼠 

Mus 

人 

Homo 

m慷iss louis mississippiensis gallus DzHsculus sapiem 

3讨论 

3.1王锦蛇Sox基因保守性的探讨 

经与Genbank联机检索,DNA序列分析结果显示,王锦蛇ECSoxl、ECSox4、ECSoxl1、ECSox22基因 

与人类相应sox基因的DNA序列一致性分别为91%、91%、92%、91%;与人类相应SOX基因编码氨基酸 

的一致性分别为96%、98%、96%、96%;与其他物种的Sox基因也有很高的相似性(见表1、表2);这些结果 

显示王锦蛇SOx基因与人及其他物种Sox基因不仅在DNA序列上而且在其编码的氨基酸序列上都存在高 

度系统进化保守性.SOX(Sox)基因的这种高度进化保守性可能反映了其功能上的相似性. 

3.2王锦蛇性别决定机制的探讨 

爬行动物性别决定机制极其复杂,存在有基因型性别决定(genetic Sex determination,GSD)和环境型性 

别决定(environmental Sex determination,ESD)等多种类型,ESD中又以温度依赖型性别决定(temperature 

dependent Sex determination,TSD)为普遍,这在龟鳖目、鳄目以及蜥蜴中均有报道l1 .一般认为,没有性别 

染色体的分化,可能是TSD机制的共同特征,也就是说,具TSD机制的种类,雌雄间具遗传上的同质性;孵 

化实验表明,某些蛇孵化温、湿度对孵化成功率和幼体性别无显著影响 ;迄今,核型分析的结果表明王锦 

蛇染色体数2n=36,雌雄间具有性别染色体的分化;第4对大染色体为性染色体(z、w),雌性为ZW型,雄 

性为zz型[ 0 ;支持王锦蛇的性别决定为GSD机制.本文Sox基因序列分析结果也发现王锦蛇雌雄个体Sox 

基因间确有差异,如ECSox4只存在于雌性染色体上,进一步证明了王锦蛇的性别决定为GSD机制.然而, 

仅仅基因的克隆和离体表达,并不能代表在生物体中的真实功能[ ,在性别决定和分化的特定阶段利用蛋 

白组和日益完善的生物信息系统,将加速对性别决定和分化的认识,这将是我们近一步研究的课题. 

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Cloning and Sequencing of the Sox Genes in Elaphe Carinata 

YANG Chao , 

YANG Chuan—xiu2 

(1.College of Life Sciences,Anhui Normal University,Wuhu 241000, 

China 2.Department of Physiology,Wannan Medical College,Wuhu 241001 

China) 

Abstract:According to the HMG—box sequence of human SRY,3 pair of degenerate primers were designed and 

used to amply the Sox gene of Elaphe carinata using PCR technique.An approximately 220bp DNA segment 

were obtained from genome DNA of male and female.The PCR products were cloned using pGEM—T vector. 

The positive clony w3s identified by SSCP and the sequence was examined by automatic sqeuencing technique. 

We got 4 different Sox genes in 460 positive clones.among them,one was amplified only from female body. 

The result indicated that there are different between male and female.The 4 Sox genes showed high homology 

to Human SOX genes,and the identities to human SOX1,SOX4,SOX11,SOX22 genes in the DNA 

sequenceand the amino acid sequence are 91 91 92 91 and 96 98 、96 96彩÷respectively.,t 

might be concluded that Sox gene was highly conservative in phylogenetic.These results provided molecular data 

for the study of Sex determining mechanism of Elaphe carinata. 

Key words:elaphe carinata;Sox gene;PCR;sequencing 


本文标签: 性别 基因 决定 序列 机制