基于转录组学鉴定荷斯坦青年母牛繁殖力性状相关基因及机理研究

发布时间：2020-10-13 20:46

　　 在过去的20年里中国荷斯坦奶牛在选择强度的加大下,单产水平急剧攀升而繁殖力缓慢下降,与其他奶业发达国家繁殖力发展规律基本一致,高产奶牛在生理和代谢方面都发生了极大变化来适应高产的生产环境,一般在规模奶牛场受精率在90%左右,而产犊率在60%左右,在生产中存在30%左右的胚胎丢失或胎儿死亡,因此,早期隐性流产是影响繁殖力的重要因素,基于上述背景,本研究开展了以下方面的工作:1.荷斯坦青年母牛孕酮分泌范型建立与早期隐性流产研究随机选取100头13月龄-14月龄中国荷斯坦青年奶牛作为研究对象,配种当天计作0天,其后每隔3天尾跟采血1次,直到配种后60天,同时在30天与60天B超妊娠检查时做好每头牛的繁殖记录,每头牛做好标记,采血后立即离心取血浆进行孕酮测定,孕酮测定采用放射免疫法测定,数据分析采用SAS软件单因素方差分析,结果显示了正常妊娠组56头牛孕酮分泌范型:第 3 天为 1.255ng/mL±0.554 ng/mL,第 6 天 2.973 ng/mL±1.241 ng/mL,第9天4.237ng/mL±1.590ng/mL,第3天到第9天孕酮水平急剧升高,第21天5.957 ng/mL±2.524 ng/mL,大于2ng/mL,随后孕酮水平保持在6ng/mL,符合早期胚胎发育所需的组织营养特别是孕酮的需求变化,根据孕酮分泌范型结合母牛个体孕酮曲线急剧下降节点判定早期隐性流产组牛17头:第18天3头,第21天3头,第33天3头,第39天3头;第45天2头,第51天3头;60天受胎率为70%,早期隐性流产率17%。2.荷斯坦青年母牛早期隐性流产转录组测序与候选基因筛选选取青年荷斯坦母牛早期隐性流产组第18天、第21天、第33天、第39天和第51天各3头,相对应天数正常发育组各3头为对照,采用RNA-Seq技术对其进行转录组测序研究,结果显示:第18天发现32个差异表达基因,其中15个基因上调,17个基因下调;第21天发现175个差异表达基因,102个上调,74个下调;第33天发现5个差异表达基因,1个基因上调,4个下调;第39天发现10个差异表达基因,2个上调,8个下调:第51天发现2个上调基因,0个下调基因。根据生物信息学相关分析共筛选出6个早期隐性流产相关候选基因:p38、Fas、CDH2、VCAM1、MMP14、EEF1A1。3.荷斯坦青年母牛繁殖力生物信息学分析通过生物信息学研究发现:p38和Fas可能调控了黄体细胞凋亡;CDH2基因表达产物作为钙离子依赖的细胞粘附素家族一员,可能在调节胚胎神经管的形成起到重要作用,基因的下调导致早期胚胎死亡;VCAM1基因表达的糖蛋白分子,可能介导了早期胚胎与子宫内膜的粘附作用;MMP14基因表达一种锌依赖型蛋白水解酶,在早期胚胎侵润子宫内膜起到关键作用,EEF1A1是真核生物翻译延长因子三者共同作用完成早期胚胎的附植准备工作。
【学位单位】：宁夏大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S823.3
【部分图文】：

图１－丨牛９？期胚胎发育过程??Ｆｉｇｌ－ｌ?Ｅａｒｌｙ?ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ?ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ?ｏｆ?ｃａｔｔｌｅ??卵裂牛等哺乳类卵由卵巢释放后，受精发生在输卵管靠近卵巢一端的壶腹部，牛等哺??乳类动物较其他类动物卵裂较为缓慢，１２－１４小时卵裂１次，其卵裂球排列方式较为独特，??第１次卵裂为经线卵裂，第２次卵裂？个卵裂球为纬线卵裂，另一个为经线卵裂。??桑葚胚阶段牛等哺乳类在８细胞阶段卵裂球细胞之间存在足够的空间呈现松散状态，??但在第３次卵裂后它们突然挤在一起，形成一个紧密的细胞球体，紧密化的１６个细胞期被??称为桑椹胚阶段。紧密化后位于外层的细胞将形成滋养层细胞，内部的细胞发育成胚胎。??囊胚阶段桑椹胚继续细胞分裂，形成？个中空的细胞球，这个具有空腔的胚胎叫做囊??胚，在囊胚内迁向子宫过程中，囊胚不断膨胀，透明带起到防止囊胚与输卵管壁粘着的作用，??从而防止异位妊娠的发生，牛在受精后第４天到达子宫，开始进行附植前准备工作；同时随??着细胞分裂，囊胚发生原肠作用，期间由于细胞的之间的位置发生巨大变动，最终形成了三??层（外胚层、中胚层、内胚层）结构的胚胎结构。??１．２．２影响早期隐性流产的因素??１．２．２．１黄体功能不足??

，，相比优势卵泡１４．５±０．２ｍｍ，也可能减少了胚胎识别的妊娠蛋白ｂｌＦＮ－ｔ（ｂＴＰ）有关。??１．２．２．２．母胎识别及妊娠??在母胎界面的识别方面，干扰素一ｔａｕ，起到关键的作用Ｐ１，在早期胚胎发育方面，黄淋巴系统重建，母体免疫系统不仅要从子宫与孕体上接受胚胎，也要从孕体与母体全身来受胚胎，母体在外周免疫细胞的作用下，将受孕信息传递到各个器官，包括子宫和母体的管，准备胚胎发育附植，早期怀孕黄体的淋巴系统的重建对母体的免疫信号起到了关键作母胎界面方面，胚胎信号现在子宫内发出信号说明自己的存在，结果是阻止了?ＰＧ２ａ的泌，在反刍类，牛上面是ｂｌＦＮ－ｔ（ｂＴＰ），在胚胎发育过程的第１５天由滋养层细胞分泌??高效的阻止ＰＧ２ａ的分泌同时需要胚胎占据同侧的子宫角的黄体作用，在胚胎发育的第１７变化较大，如果没有足够的ｂｌＦＮ－ｔ（ｂＴＰ）分泌来防止黄体的退化，胚胎发育将迟缓。??ｈ可能通过促进ｂｌＦＮ－ｉ（ｂＴＰ）的分泌来维持妊娠，奶牛在胚胎识别期血浆高水平的有利于生产高质量的胚胎ｔ３５％高水平的ｂｌＦＮ－ｉ（ｂＴＰ）可以加速黄体的生产和阻止了?ＫＪ２？的放，大量的ｂｉＦＮ－ｉ（ｂＴＰ）在子宫内膜上皮细胞中也被发现，同样是维持妊娠的作用，作用理基本是通过减少了雌激素的受体数量，从而减少了?ＰＧ２ａ的分泌〖３７３８］，?ｂｌＦＮ－ｔ（ｂＴＰ）在子上皮细胞阻止催产素的信号传导，在磷脂酶、环氧化酶２和ＰＧＦ的作用都受到了相应的响，这些酶都是磷脂合成花生四烯酸重要作用，而花生四烯酸是合成ＰＧ２ａ的前体物质［＃４３??ｒＴ．－?？ＣＬｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ??

与ＧＷＡＳ技术将产后发情时间和初情期的月龄定位到５号和１４号染色体上；奶牛方面，??Ｈｏｇｌｕｎｄ?［ＩＤ５】２００９年报道与奶牛繁殖力有关的ＱＴＬ在染色体丨，２，７，９，丨０．２４，２６上面。??ＭａｒｉｎａｌＷ２０ｌ３年也进行了繁殖性状的基因定位如图１－３。??１?２?３?４?５?６?７?８?９?１０?１１?１２?１３?１４?１５?■?Ａｇｅ?ａｔ?ｐｕｂｅｒｔｙ??ｊ．?Ｉ＊?？?？?＊?＊?＊?■?Ｃａｌｖｉｎｇ?ｅａｓｅ?ａｎｄ?ｃａｌｆ?ｐｅｒｆｏｎｎａｎｃｅ??？?？?Ｉ。?？?■?Ｊ?：?寒?裊。Ｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎ?ｒａｔｅ??？?２?？?ｅ?Ａ?？＊??１°?＃?Ｉ?ｒｓ＊?■?｜?｜?Ｄａｕｇｈｔｅｒ?ｐｒｅｇｎａｎｃｙ?ｒａｔｅ??■?，?Ｄ?〇■?ｃ?□?Ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ??！?？?Ｉ?〇??？?？?｜?｜?Ｆｉｒｓ！?ｓｅｒｖｉｃｅ?ｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎ??？？?Ｃ?＊?°?；?■?Ｇｅｓｔａｔｉｏｎ?ｌｅｎｇｔｈ??ｎｕ?Ｅ＊?－?＃?：??。＿?丨?？?？?■?Ｈｅｉｆｅｒ?ｐｒｅｇｎａｎｃｙ??１６?１７?１８?１９?２０?２１?２２?２３?２４?２５?２６?２７?２８?２９?Ｘ?．ｄａｓ．?＾ｎｉｃｃ??％?□?Ｉｎｔｅｒｖａｌ?ｔｏ?ｆｉｒｓｔ?ｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎ?ａｆｔｅｒ?ｃａｌｖｉｎｇ??？?：?？?？?｜?Ｎｏｎ－ｒｅｔｕｍ?ｔｏ?ｅｓｔｒｏｕｓ?ｒａｔｅ??Ｏ?ｏ?？?？??％
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本文编号：2839686