绵羊转基因技术体系构建及研究进展

转基因技术能够突破种间隔离、实现多基因聚合、按照人类需要改造生物基因组,因而具有广阔的应用发展前景。自从1982年首例转基因动物诞生以来,已先后报道了10余种转基因动物。转基因方法也由早期单一的原核显微注射发展到核移植转基因、病毒载体转基因和基因组编辑技术。转基因目标已由建立动物转基因方法,发展到改良动物生产性能或产品品质、作为生物反应器生产高附加值药用蛋白和培育转基因新品种。文章综述了国内外绵羊转基因技术的研究现状、存在问题和发展趋势,回顾了通过转基因技术培育绵羊新品种或建立动物模型的研究进展,分析了不同转基因方法的技术特点,提出了转基因技术面临的技术障碍和瓶颈问题,尤其对近两年发展起来的基因组编辑技术的特点、发展趋势和应用前景进行了深入探讨。同时,结合中国绵羊转基因技术体系构建工作,分析了构建绵羊转基因技术体系的必要性,总结了中国绵羊转基因技术体系构建的研究现状、技术水平、取得的创新与突破,以及今后的重点发展方向。同时对将来绵羊转基因生物新品种培育潜在的经济、生态和社会效益进行了分析和展望。     

不同因素对北山羊—山羊核移植重构胚融合率的影响

作者通过对融合方式、融合场强、体细胞与透明带切口位置及重构后是否修复等条件对北山羊—山羊体细胞核移植重构胚融合率的影响进行了研究。结果表明,不同融合方式能显著影响融合率（67.57%和42.15%,P<0.05）;场强在1.3～1.9 kV/cm范围内对融合率和死亡率都没有影响;体细胞在透明带的切口处对融合率影响不显著,但融合过程中死亡率高于对照组（8.25%和2.3%,P>0.05）;重构后立即融合与修复2 h后再融合对融合率没有影响（67.29%和68.33%,P>0.05）。     

BCB筛选后的绵羊卵母细胞中母源基因mRNA表达量的差异性分析

卵母细胞的胞质成熟对于受精后正常的胚胎发育是至关重要的,亮甲酚蓝染色液(BCB)能有效筛选出胞质成熟卵母细胞。为详细了解BCB筛选出的不同质量绵羊卵母细胞中母源基因mRNA的表达量的差异性,从而证明BCB对绵羊卵母细胞筛选的可行性和可靠性,判断4种母源基因与卵母细胞的胞质成熟是否有关,为哺乳动物卵母细胞成熟和早期胚胎发育分子机理的研究提供参考。本实验将卵母细胞置于BCB染色液中,细胞质着蓝色的为BCB+,没着蓝色的为BCB-;并利用荧光实时定量PCR技术检测4种母源基因Gdf9(生长分化因子-9)、Zar1(合子阻泄因子)、Mate(r胚胎必要的母体抗原)和Dnmt1(DNA甲基化转移酶1)在不同质量绵羊卵母细胞中的mRNA含量。结果表明:BCB染色筛选后,阴性卵母细胞4种基因的mRNA表达量比阳性高(P<0.01),这充分证明,BCB能有效筛选出胞质成熟度好的绵羊卵母细胞,这4种母源基因与卵母细胞的胞质成熟有关。     

不同直径卵泡对绵羊卵母细胞体外发育能力的影响

以屠宰场绵羊卵巢为材料,采用抽吸法收集小卵泡、中卵泡、大卵泡卵母细胞,研究不同卵泡直径对卵母细胞回收效果、比例分布以及对卵母细胞直径、谷胱甘肽(GSH)含量和体外发育能力的影响。结果表明,3种卵泡卵母细胞比例分布差异极显著(P0.01);3种卵泡卵母细胞的回收率无显著差异(P0.05),但中、大卵泡卵母细胞可用率极显著高于小卵泡卵母细胞(P0.01);小卵泡卵母细胞的直径极显著小于中、大卵泡卵母细胞(P0.01);中、大卵泡卵母细胞成熟培养24 h后GSH含量显著高于小卵泡卵母细胞(P0.05);经孤雌激活体外培养后,中、大卵泡卵母细胞的成熟率分别极显著(P0.01)、显著(P0.05)高于小卵泡卵母细胞,中、大卵泡卵母细胞囊胚率极显著高于小卵泡卵母细胞(P0.01);中卵泡卵母细胞囊胚细胞总数显著高于小卵泡卵母细胞(P0.05),但与大卵泡卵母细胞差异不显著(P0.05)。因此,直径≥2 mm的卵泡的卵母细胞适合体外培养和体外胚胎的生产。     

不同保存条件对绵羊卵巢组织卵泡存活的影响

研究旨在通过组织学方法评估卵巢保存形式、温度、时间、保存液对绵羊卵巢组织短期保存以及培养后卵泡存活的影响。结果表明:碎块或整个卵巢组织39℃保存6 h或12 h后,正常卵泡比例与新鲜组织和其他组比较显著下降(P0.05)。经过6 d的组织培养后,在生理盐水中4、20℃保存6、12 h和39℃保存2 h以及在MEM中39℃保存2 h的组织碎块中正常卵泡比例显著低于整个卵巢保存后组织中正常卵泡比例(P0.05)。在MEM中4℃保存6 h或12 h,培养后卵泡存活率显著高于相同条件保存于生理盐水中的组织(P0.05)。此外保存12 h培养后正常卵泡比例显著低于保存2 h处理组(P0.05)。表明在生理盐水和MEM中整个卵巢4、20℃保存2~6 h,或者卵巢碎块20℃保存在MEM中2~6 h都可以用于卵巢体外培养的研究。     

添加不同因子对绵羊类胚胎干细胞多能性的影响

为筛选出更有利于维持绵羊类胚胎干细胞(oESC-like cell)多能性的因子,在基础培养基N2B27/CH中,分别添加PD、PD+hLIF、PD+BPM4、PD+hLIF+BMP4,通过比较分析,初步筛选出了比本实验室原培养体系(N2B27/CH+bFGF)更利于维持oESC-like多能性的培养基添加因子。结果显示:基础培养基中添加PD、PD+hLIF后细胞生长较好,细胞之间的结合更加致密;各种培养基培养物都表达AKP与Sox2、Oct4免疫荧光蛋白等oESC-like多能性标志;4种不同培养基与bFGF相比,细胞的生长速度减慢;在基础培养基N2B27/CH中添加PD和PD+hLIF使多能性候选基因Lin28与c-Myc表达量极显著升高(P<0.01),Nestin的表达量极显著下调(P<0.01),加入PD+hLIF使Oct4表达量极显著上调(P<0.01)。因此,在oESC-like基础培养液N2B27/CH的基础上,添加PD或PD+hLIF更有利于oESC-like细胞多能性维持。     

季节和方法对牛、绵羊卵母细胞回收及体外成熟的影响

利用屠宰牛、绵羊卵巢,研究了季节和方法对卵母细胞回收及体外成熟的影响。结果表明,季节对牛卵母细胞的回收和利用没有影响;抽吸法是合适的牛卵巢卵母细胞采集方法;季节对绵羊卵母细胞的回收和利用有显著影响,绵羊在非繁殖季节卵母细胞的回收率和可用率显著高于繁殖季节（P<0.05）,而体外成熟率极显著低于繁殖季节（P<0.01）;切割法回收的绵羊卵母细胞可用率（P<0.01）和体外成熟率（P<0.05）显著高于抽吸法,适合绵羊卵母细胞的回收。     

绵羊血小板糖蛋白4基因(CD36)的克隆及在不同生长时期卵泡中的表达

【目的】血小板糖蛋白4基因(CD36)在模式动物中发挥着各种生物学功能,通过转录组数据分析,可能在绵羊卵泡发育中发挥重要作用。本研究获得了CD36基因及探究其在不同组织中表达情况,从而预测其在绵羊生长过程中可能发挥的生物学功能。【方法】实验采用PCR扩增方法获得阿勒泰羊TSP-1基因的CDS区全长,运用软件分析CD36基因的蛋白质序列及其功能区域,同时利用荧光定量PCR的方法检测5头1周岁阿勒泰羊7个组织及不同直径卵泡中的表达情况。【结果】CD36基因序列全长为1419 bp,共编码472个氨基酸,与预测序列相比完全一致。系统进化树分析表明绵羊与牛的遗传距离较近。CD36蛋白为脂溶性亲水蛋白,具有1个跨膜螺旋结构,在氨基酸1~20位存在以信号肽,存在8个N-糖基化和41个潜在的磷酸化位点,包括19个Ser,15个Thr和7个Tyr。检测不同组织和不同直径卵泡中CD36基因发现:CD36基因在绵羊7个组织中都有表达,心与肺和小卵泡中CD36表达量差异显著(P0.05),在不同直径卵泡中总体表达量较低。【结论】CD36基因可能在绵羊卵泡发育中发挥重要作用。     

7个shRNA分子对绵羊BMPR-1B基因的干扰作用分析

为获得有效干扰绵羊BMPR-1B基因的shRNA干扰分子,从绵羊卵巢组织中扩增了1 515 bp BMPR-1B基因全长编码区cDNA序列,添加HA标签序列后,插入Plex-mcs慢病毒质粒,构建Plex-BMPR-1B慢病毒表达载体,转染HEK293细胞,并与2个包装质粒共转染293T细胞进行病毒包装,用获得的重组慢病毒感染HEK293细胞;同时,将7个干扰分子与Pll-LentiLox 3.7载体重组,并与3个包装质粒共转染293T细胞进行病毒包装,获得干扰分子的重组病毒颗粒。最后用干扰分子重组的病毒颗粒感染整合Plex-BMPR-1B的HEK293细胞,进行qRT-PCR和Western blot检测。结果显示:重组BMPR-1B蛋白质在稳定整合Plex-BMPR-1B的HEK293细胞系中获得了表达;研究中设计的7个shRNA分子能抑制绵羊BMPR-1B基因表达水平68.30%～99.86%,其中PLL-BMPR-1B-1306和PLL-BMPR-1B-1475干扰分子的干扰效果最好。     

萨福克羔羊卵泡诱导发育效果的研究

为稳定并提高萨福克羔羊卵泡发育效率,通过肌肉注射FSH和PMSG的方法,对可能影响萨福克羔羊激素诱导效果如羔羊日龄、体重、健康状况和季节等因素进行研究。结果显示:1)5~6周龄萨福克羔羊经激素处理后的平均卵泡数(114.18vs 22.17)、回收的卵母细胞数(82.54vs 12.83)以及可用卵母细胞数(72.79vs 10.83)极显著高于8~9周龄组(P0.01);2)体重在8~18kg之间的5~6周龄羔羊,不影响处理效果(P0.05);3)有疾病史的羔羊处理效果显著低于健康羔羊组(P0.01);4)春、秋季节对羔羊卵泡发育及回收的卵母细胞数没有影响(P0.05),但春季羔羊卵母细胞体外受精卵裂率(54.31%vs 73.93%)和囊胚率(21.34%vs 35.73%)显著低于秋季(P0.05);5)秋季羔羊胚胎移植受胎率(51.33%vs 26.07%)显著高于春季(P0.05);6)移植早期胚胎或囊胚期胚胎对受胎率没有影响(P0.05)。选择5~6周龄、体重在8~18kg之间、无疾病史的萨福克羔羊,能显著提高卵泡发育效率;秋季羔羊卵母细胞发育能力显著高于春季;相同季节内,移植早期胚胎或囊胚期胚胎受胎率间没有差异。