GSTM3基因在牦牛和犏牛睾丸及附睾组织中的表达研究

谷胱甘肽S-转移酶Mu 3(GSTM3）是一种必需的抗氧化酶,其在精子中的存在与精子的耐冷性、质量和生育能力有关。为研究GSTM3的表达与雄性牦牛繁殖功能的关系,本研究对牦牛附睾GSTM3基因进行克隆、生物信息学分析,并应用实时荧光定量PCR分析GSTM3基因在牦牛和犏牛附睾以及睾丸组织中的表达情况。结果表明,牦牛GSTM3基因CDS区序列长度为678 bp,编码225个氨基酸;GSTM3基因编码蛋白为弱酸性且不具有跨膜结构,分子式为C1204H1857N319O340S19,分子量和等电点分别为26.85 ku和7.29;牦牛GSTM3核苷酸序列与普通牛和瘤牛有较高的种间同源性,分别为99.26%和98.53%;GSTM3基因在牦牛和犏牛附睾以及睾丸组织中均有不同程度的表达,牦牛附睾和睾丸的GSTM3表达量显著高于犏牛。     

SPATA3基因克隆及其在牦牛和犏牛睾丸中的差异表达研究

旨在克隆牦牛精子发生蛋白3（spermatogenesis associated 3,SPATA3）基因,并检测其在牦牛不同组织及在不同发育时期牦牛和犏牛睾丸中的表达水平,探讨SPATA3对睾丸发育和精子成熟的影响,为进一步研究该基因在精子形成过程中的作用机制提供理论依据。本试验以牦牛为研究对象,利用RT-PCR克隆技术获取牦牛SPATA3 cDNA序列,使用生物信息软件分析其结构和功能,并检测其在牦牛心、肝、脾、肺、肾、脑、小肠、卵巢、子宫和睾丸组织中的表达谱。通过实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,RT-qPCR）检测SPATA3基因在牦牛和犏牛睾丸不同发育时期的表达规律;采用免疫组化技术检测SPATA3在牦牛和犏牛睾丸中的细胞定位及表达差异。结果显示,SPATA3基因CDS区为693 bp,编码230个氨基酸,与黄牛、野牦牛和水牛的同源性较高;SPATA3仅在耗牛睾丸组织中特异性表达,其它组织未见其表达。RT-qPCR结果显示,SPATA3基因在牦牛睾丸发育过程中均有表达,其中成年期（4~5岁）睾丸中的表达极显著高于胎牛时期（5~6月,P<0.01）,且其在牦牛不同发育时期睾丸中的表达均极显著高于犏牛（P<0.01）。免疫组化结果发现,SPATA3在圆形精子、长形精子细胞胞浆中均表达,且成年期牦牛睾丸中该基因的表达水平极显著高于犏牛（P<0.01）。综上表明,SPATA3在遗传进化中高度保守,且在牦牛和犏牛睾丸组织中差异表达,该基因低表达可能引起精子形成障碍,从而参与精子成熟进程,但具体功能有待进一步的研究。     

SPATA3基因克隆及其在牦牛和犏牛睾丸中的差异表达研究

旨在克隆牦牛精子发生蛋白3(spermatogenesis associated 3,SPATA3)基因,并检测其在牦牛不同组织及在不同发育时期牦牛和犏牛睾丸中的表达水平,探讨SPATA3对睾丸发育和精子成熟的影响,为进一步研究该基因在精子形成过程中的作用机制提供理论依据。本试验以牦牛为研究对象,利用RT-PCR克隆技术获取牦牛SPATA3 cDNA序列,使用生物信息软件分析其结构和功能,并检测其在牦牛心、肝、脾、肺、肾、脑、小肠、卵巢、子宫和睾丸组织中的表达谱。通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-qPCR)检测SPATA3基因在牦牛和犏牛睾丸不同发育时期的表达规律;采用免疫组化技术检测SPATA3在牦牛和犏牛睾丸中的细胞定位及表达差异。结果显示,SPATA3基因CDS区为693 bp,编码230个氨基酸,与黄牛、野牦牛和水牛的同源性较高;SPATA3仅在耗牛睾丸组织中特异性表达,其它组织未见其表达。RT-qPCR结果显示,SPATA3基因在牦牛睾丸发育过程中均有表达,其中成年期(4～5岁)睾丸中的表达极显著高于胎牛时期(5～6月,P0.01),且其在牦牛不同发育时期睾丸中的表达均极显著高于犏牛(P0.01)。免疫组化结果发现,SPATA3在圆形精子、长形精子细胞胞浆中均表达,且成年期牦牛睾丸中该基因的表达水平极显著高于犏牛(P0.01)。综上表明,SPATA3在遗传进化中高度保守,且在牦牛和犏牛睾丸组织中差异表达,该基因低表达可能引起精子形成障碍,从而参与精子成熟进程,但具体功能有待进一步的研究。     

牦牛和犏牛睾丸CPT1a和ETHE1基因mRNA水平比较研究

试验旨在探索牦牛杂交雄性不育后代（犏牛）睾丸脂肪酸氧化特点及其与雄性不育的关联性,阐明犏牛雄性不育的分子机制。以GAPDH和18S rRNA基因为双内参,建立了牦牛和犏牛肝脏型棕榈酰肉碱转移酶1a（CPT1a）和硫双加氧酶1（ETHE1）基因mRNA水平的实时荧光定量PCR检测方法,结果发现,该实时荧光定量PCR方法扩增特异性好,扩增效率为98.5%~107.8%,标准曲线线性关系好。采集成年牦牛（n=9）和雄性不育犏牛（n=7）睾丸和附睾,通过常规组织切片和HE染色检测,证实犏牛睾丸和附睾中无精子,而牦牛睾丸和附睾中有精子。试验进一步从牦牛和犏牛睾丸中提取总RNA,测定睾丸中CPT1a和ETHE1基因的mRNA水平,结果显示,犏牛睾丸中CPT1a和ETHE1基因mRNA水平分别显著和极显著高于牦牛（P<0.05;P<0.01）。CPT1a基因mRNA水平的提高表明犏牛睾丸中脂肪酸β-氧化能力的加强;而ETHE1基因mRNA水平的增加可促进线粒体呼吸链的电子传递和脂肪酸氧化,或影响其他能量代谢通路,这两种基因mRNA水平的提高均有助于睾丸脂肪酸的β-氧化供能。本研究结果表明,与牦牛睾丸相比,雄性不育犏牛睾丸的脂肪酸氧化供能水平加强,可能对脂肪酸燃料分子有更多的依赖性。     

牦牛和犏牛睾丸CPT1a和ETHE1基因mRNA水平比较研究

试验旨在探索牦牛杂交雄性不育后代(犏牛)睾丸脂肪酸氧化特点及其与雄性不育的关联性,阐明犏牛雄性不育的分子机制。以GAPDH和18SrRNA基因为双内参,建立了牦牛和犏牛肝脏型棕榈酰肉碱转移酶1a(CPT1a)和硫双加氧酶1(ETHE1)基因mRNA水平的实时荧光定量PCR检测方法,结果发现,该实时荧光定量PCR方法扩增特异性好,扩增效率为98.5%~107.8%,标准曲线线性关系好。采集成年牦牛(n=9)和雄性不育犏牛(n=7)睾丸和附睾,通过常规组织切片和HE染色检测,证实犏牛睾丸和附睾中无精子,而牦牛睾丸和附睾中有精子。试验进一步从牦牛和犏牛睾丸中提取总RNA,测定睾丸中CPT1a和ETHE1基因的mRNA水平,结果显示,犏牛睾丸中CPT1a和ETHE1基因mRNA水平分别显著和极显著高于牦牛(P0.05;P0.01)。CPT1a基因mRNA水平的提高表明犏牛睾丸中脂肪酸β-氧化能力的加强;而ETHE1基因mRNA水平的增加可促进线粒体呼吸链的电子传递和脂肪酸氧化,或影响其他能量代谢通路,这两种基因mRNA水平的提高均有助于睾丸脂肪酸的β-氧化供能。本研究结果表明,与牦牛睾丸相比,雄性不育犏牛睾丸的脂肪酸氧化供能水平加强,可能对脂肪酸燃料分子有更多的依赖性。     

成年牦牛和雄性不育犏牛睾丸eIF4G3 mRNA水平的比较

为了比较牦牛和犏牛睾丸组织中真核起始因子e IF4G3基因的相对表达量,探讨e IF4G3基因表达与犏牛雄性不育的关系,试验从牦牛、犏牛睾丸组织中提取总RNA,采用实时荧光定量PCR技术检测牦牛和犏牛睾丸组织中e IF4G3基因mRNA水平。结果表明:牦牛睾丸中e IF4G3基因的表达量极显著高于犏牛(P0.01)。说明了e IF4G3作为一个重要的翻译调控因子,可能与犏牛睾丸组织中蛋白质表达的改变有一定关联。     

黄牛、牦牛和犏牛睾丸组织中Boule基因mRNA表达水平

Boule基因是DAZ家族成员之一,在生殖细胞中特异表达是精子发生过程中减数分裂的关键调控因子,其表达缺乏可引起减数分裂阻滞和精子生成障碍,导致雄性不育。为揭示Boule基因mRNA表达水平与犏牛雄性不育关系,本研究利用实时荧光定量PCR法,对黄牛、牦牛和犏牛睾丸组织中Boule基因mRNA表达进行定量分析。结果表明:Boule基因在黄牛和牦牛睾丸组织中的表达水平相对都比较高,黄牛与牦牛差异不显著(P>0.05);而Boule基因在黄牛和牦牛睾丸组织中的表达水平显著高于犏牛,黄牛、牦牛与犏牛差异显著(P<0.05)。结果提示,Boule基因在犏牛睾丸组织中低表达与犏牛雄性不育相关,可作为研究犏牛雄性不育的重要候选基因。     

FGFs/FGFRs及其介导信号通路基因的异常表达影响犏牛未分化精原细胞增殖活性

旨在研究FGFs(fibroblast growth factors)/FGFRs(fibroblast growth factor receptors)及其介导的Ras和MAPK信号通路基因在牦牛和犏牛未分化精原细胞的差异表达，以探讨犏牛生精停滞的原因。本研究采集健康的24月龄3头公麦洼牦牛和3头F1代公犏牛的睾丸组织，分为牦牛和犏牛两个样品组，每组3个生物学重复。采用HE染色检测牦牛和犏牛精子发生的差异；采用细胞群体倍增时间、CCK-8和EDU染色检测牦牛和犏牛未分化精原细胞增殖能力的差异；采用荧光定量PCR检测6种FGF家族成员、3种FGFR、FGFs/FGFRs介导的Ras和MAPK信号通路基因在牦牛和犏牛未分化精原细胞中的差异表达。与牦牛相比，犏牛生精小管发育异常，生殖细胞类型单一，未分化精原细胞增殖活性显著低于牦牛(P<0.05)。FGF2、FGF4、FGF5、FGF8、FGF9和FGF21在犏牛睾丸组织及FGFs受体FGFR1、FGFR2和FGFR3在犏牛未分化精原细胞的表达都显著低于牦牛(P<0.01)。FGFs/FGFRs介导Ras信号通路基因中，除HRa...     

犏牛雄性不育的DNA甲基化

采用Western blot法检测犏牛、牦牛睾丸组织中DNA甲基转移酶3a(Dnmt3a)蛋白的相对表达量,用甲基化定量试剂盒(荧光法,Epigentek公司)检测其全基因组DNA甲基化的水平,分析犏牛与牦牛在这2个表达量上的差异。结果显示:犏牛、牦牛睾丸组织中Dnmt3a蛋白的相对表达量分别为(0.853±0.015)和(0.651±0.016),犏牛的显著高于牦牛(P<0.05);犏牛、牦牛睾丸组织的全基因组DNA甲基化水平分别为(0.950±0.013)%和(0.808±0.016)%,犏牛的显著高于牦牛(P<0.05)。可见,犏牛睾丸组织中Dnmt3a蛋白表达水平与其全基因组DNA甲基化水平均显著高于牦牛,这可能是犏牛雄性不育的DNA甲基化机制之一,也将为犏牛雄性不育的表观遗传学研究奠定基础。     

牦牛与犏牛联会复合体蛋白b-FKBP6基因的表达特征分析

<正>联会复合体蛋白FKBP6是哺乳动物精子发生减数分裂联会复合体形成必需的。采用RT-PCR和荧光定量PCR技术对牦牛和犏牛b-FKBP6基因的组织表达特征,以及牦牛与犏牛睾丸组织中b-FKBP6 mRNA表达水平进行了分析。结果显示:b-FKBP6基因在牦牛、犏牛睾丸和卵巢组织中特异表达,且牦牛睾丸组织中b-FKBP6mRNA表达水平极显著高于犏牛(P0.01)。结合犏牛精子发生减数分裂联会复合体形成障碍表型,推测睾丸组织b-FKBP6 mRNA表达