用单胚mRNA差显方法克隆羊早期胚胎发育阻滞形成的相关基因

为探讨山羊体外培养胚胎发育阻滞的发生机理,用单胚mRNA差异显示技术,对来源于体内发育和体外培养的山羊早期8~16细胞期胚胎的基因表达进行了研究,获得体内发育胚胎特异表达的一些片段,并对其中1个片段进行了分析。结果表明,该片段与犬信号肽酶复合体25亚基(SPC25)基因具有92%的同源性。SPC蛋白可通过切除相关前体蛋白的信号肽,成为成熟的分泌蛋白而影响和作用于早期胚胎发育过程。该基因可望对克服早期胚胎发育阻滞有重要作用。     

山羊早期胚胎发育相关基因的克隆

用单胚构建的mRNA差异显示技术,对体外培养的山羊早期2、4、8～16细胞期胚胎的基因表达进行了研究,并筛选到了1条在8～16细胞期胚胎特异表达的条带进行分析。结果表明,该片段与犬细胞周期蛋白B3（CCNB3）基因具有82%的同源性。该基因作用和调控细胞的分裂活动,是羊早期胚胎发育过程中的重要影响因素。     

用单胚mRNA差显技术克隆山羊早期胚胎发育相关基因

用单胚构建的mRNA差异显示技术，对体外培养的山羊早期2、4、8—16细胞期胚胎的基因表达进行了研究，并选择了一条在4细胞期胚胎特异表达的条带进行分析。结果表明：该片段与牛胰岛素样生长因子结合蛋白3（IGFBP3）基因具有88％的同源性。该基因通过调控IGFs的生物学活性而影响早期胚胎的生长发育，并具有促进细胞分裂和影响内分泌的作用，是羊早期胚胎发育过程中的重要调控因素。     

羊体内发育与体外培养特定阶段胚胎基因差异表达的研究

用单胚构建的mRNA差异显示技术,对来源于体内发育和体外培养获得的山羊早期8～16 C期胚胎的基因表达进行了研究.获得了在体内发育胚胎特异表达的一些片段,并对其中的一个片段进行了分析.研究结果表明,该片段与人核糖体蛋白L31基因具有91%的同源性.该基因编码的蛋白是核糖体的组成成分.核糖体结构的完整影响细胞内蛋白质的合成,同时核糖体蛋白也具有调控基因表达的功能.     

利用IVM/IVF技术生产试管犊牛的研究

本研究利用卵母细胞体外成熟(IVM)、体外受精(IVF)技术,体外生产牛胚胎,以获得试管牛.结果表明:卵母细胞体外培养22～24h后,其成熟率为85％;体外受精率为83％.体外受精卵分别在颗粒细胞单层(GCM)和输卵管细胞单层(OCM)上培养,其胚胎最后产量(以授精时卵母细胞的数目为基数)分别为19％和29％,差异极显著(P<0.01).若体外受精卵先在GCM中培养72h后,再将已发生卵裂的(>4细胞)胚胎移到OCM中培养,其胚胎最后产量为35％.由此表明,早期胚胎在其发育过程中至少存在着3个发育相期,即1～8细胞、8～16细胞和16细胞～囊胚3个阶段,各阶段需要不同的培养环境.IVM/IVF胚胎移植到受体黄牛体内后,其足月时的妊娠率为15％.第一头试管犊牛已于1993年4月18日凌晨产出.     

牛体外受精早期胚胎发育基因差异表达的研究

应用mRNA差异显示技术,对牛卵母细胞、体外培养的牛早期8细胞期和囊胚期胚胎的基因表达进行了研究。选取4条mRNA表达量存在差异的基因条带进行测序和同源性分析,并利用RT-PCR技术粗略检测其在卵母细胞、8细胞和囊胚中的表达水平。结果表明:4个基因分别与核糖体蛋白S4,Y连接1(RPS4Y1)、末端脱氧核苷酰转移酶作用因子2(DNTTIP2)、剪接和多聚腺苷酸化特异因子3(CPSF3)和转录因子AP-2γ(TFAP2C)高度同源。RPS4Y1、DNTTIP2、CPSF3和TFAP2C在牛卵母细胞和早期胚胎发育过程中mRNA表达量存在时间性差异,可能与其参与不同的生理活动有关。     

转sMTPGH基因小鼠胚胎的体外培养

采用纯化的羊金属硫蛋白 (s MT)启动子指导的猪生长激素 (PGH )基因 (s MTPGH)为显微注射片段 ,将其导入小鼠受精卵原核 ,比较了几种不同培养液对导入外源基因的小鼠胚胎体外发育的影响。结果表明 ,改进的 M16培养液(用 m M16表示 )能有效克服 2 -细胞阻断现象 ,并使转基因胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段。在 m M16培养液的基础上 ,再加入表皮生长因子 (EGF) ,可使 1-细胞胚胎发育到囊胚的比率进一步提高。在 3种培养液 (M16、m M16、m M16 EGF)中 ,转基因胚胎突破 2 -细胞阻断期的比率分别为 12 %、6 8%、90 % ,发育到囊胚期的比率分别是 0 %、2 0 %、4 3%。采用 PCR方法检测 5 7枚经体外培养发育至囊胚的显微注射胚胎 ,4枚扩增出阳性条带 ,外源基因在囊胚期胚胎的滞留率为 7%。     

转基因猪的研究进展

转基因猪的研究中最常用的技术方法是核显微注射法。其原理是在显微镜下将外源基因注入到原核期或经重构发育至原核期的受精卵细胞的胚胎原核中，注射的外源基因与胚胎基因组融合，然后进行体外培养，最后移植到受体母畜子宫内发育，这样分娩的动物体内的每一个细胞都含有新的DNA片段，此即转基因后代。     

热应激对小鼠胚胎细胞HSP70表达和超微结构的影响

本研究旨在确定体外培养的小鼠胚胎细胞合成HSP70的时期,研究热应激对该阶段胚胎细胞超微结构的影响.将合子和体外发育至2-细胞、4-细胞、8～16-细胞及囊胚阶段的胚胎分别进行37、39和41℃的热应激处理,用免疫荧光细胞化学法检测胚胎细胞中HSP70的诱导表达;将体外培养至早期囊胚的小鼠胚胎分别施以39℃2h和41℃2h处理,分别在热应激后0和2h时收集胚胎,制作超薄切片,用电子显微镜观察胚胎细胞的超微结构变化.在各细胞期胚胎中,37℃组胚胎HSP70表达阴性(一);39℃组胚胎,从8～16-细胞开始呈现弱表达(+),囊胚呈阳性表达(++);41℃组的胚胎从4-细胞开始呈现弱阳性表达(+),8～16-细胞胚胎和囊胚呈阳性表达(++).39和41℃热应激处理的小鼠早期囊胚超微结构和对照组均发生明显的变化,但经37℃恢复培养2h后,39℃组胚胎的各细胞器超微结构恢复正常,而41℃组胚胎未能恢复.结果表明,小鼠胚胎从4-细胞期有HSP70的诱导合成,在囊胚期诱导合成最多;热应激使胚胎亚细胞结构出现退行性变化,轻度退行性变化是可逆的.     

分子育种手段之转基因技术

1显微注射法　　转基因猪的研究中最常用的技术方法是核显微注射法.其原理是在显微镜下将外源基因注入到原核期或经重构发育至原核期的受精卵细胞的胚胎原核中,注射的外源基因与胚胎基因组融合,然后进行体外培养,最后移植到受体母畜子宫内发育,这样分娩的动物体内的每一个细胞都含有新的DNA片段,此即转基因后代.     

昆明小鼠早期胚胎G6PDH在CZB和KSOM中的转录与表达

根据小鼠肌肉 6 -磷酸葡萄糖脱氢酶 (G6 PDH)的 c DNA序列 ,设计并合成内外 2对引物 ,以巢式 RT- PCR检测了昆明小鼠体外培养的 2 -、4 -细胞期早期胚胎 G6 PDH m RNA的表达情况。结果显示 ,以不含葡萄糖的培养液 CZB体外培养发育至 2 -、4 -细胞阶段昆明小鼠早期胚胎 G6 PDH m RNA经反转录后 ,均能以外引物扩增产物为模板通过内引物扩增出 1条 378bp特异性条带 ;而以含葡萄糖的培养液 KSOM体外培养发育至 2 -、4 -细胞阶段昆明小鼠早期胚胎G6 PDH m RNA经反转录后 ,通过内外 2对引物均不能扩增出特异性条带。表明 CZB液培养的昆明小鼠 2 -、4 -细胞期胚胎 G6 PDH基因已转录与表达 ,磷酸戊糖途径已是其代谢葡萄糖的主要方式之一 ;而以 KSOM液培养的昆明小鼠2 -、4 -细胞期胚胎 G6 PDH基因没有转录与表达。说明培养液中含有葡萄糖的昆明小鼠 2 -、4 -细胞期胚胎不存在磷酸戊糖代谢途径 ,不含葡萄糖的则存在磷酸戊糖途径。     

高通量SNP芯片在牛体外早期胚胎染色体质量鉴定中的初步应用

旨在基于高通量SNP芯片建立一种可评估牛早期胚胎染色体质量和生产性能的方法,为胚胎牛育种提供技术支撑。本研究通过胚胎切割技术分别对荷斯坦奶牛体内囊胚(n=27)、体外囊胚(n=21)、体外2细胞胚胎(n=6)和8细胞胚胎(n=5)进行切割取样并统计发育率,其中体内囊胚组分为1/2体内胚组(切取半个胚胎)和体内滋养层(trophoblast cells, TE)组(切取体内胚胎少量TE),体外囊胚组、体外2和8细胞胚胎分别为体外TE组(切取体外胚胎少量TE)、体外2细胞(切取体外2细胞胚胎的1个卵裂球)和8细胞组(切取体外8细胞胚胎的1个卵裂球)。切割取样后进行全基因组扩增(whole-genome amplification, WGA),对扩增成功且DNA量大于1 000 ng的样品进行SNP芯片检测,芯片检出率大于90%的进行生产性能评估,低于90%的进行染色体片段缺失分析和数据填充。结果显示：1)切割部分TE后,体内TE组剩余部分和体外TE组剩余部分继续培养24 h后的发育率分别为(94.4±5.6)%和(90.5±6.6)%,而1/2体内胚组剩余部分的发育率显著降低,仅为(22....     

转sMTPPGH基因小鼠胚胎的体外培养

采用纯化的羊金属硫蛋白（sMT)启动子指导的猪生长激素（PGH)基因(sMTPGH)为显微注射片段，将其导入小鼠受精卵原核，比较了几种不同培养液对导入外源基因的小鼠胚胎体外发育的影响。结果表明，改进的M16培养液（用mM16表示）能有效克服2－细胞阻断现象，并使转基因胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段。在mM16培养液的基础上，再加入表皮生长因子（EGF），可使1－细胞胚胎发育到囊胚的比率进一步提高。在3和培养液（M16,mM16,mM16 EGF)中，转基因胚胎突破2－细胞阻断期的比率分别为12％，68％，90％，发育到囊胚期的比率分别是0％，20％，43％。采用PCR方法检测57枚经体外培养发育至囊胚的显微注射胚胎，4枚扩增出阳性条带，外源基因在囊胚期胚胎的滞留率为7％。     

PCR扩增妊娠奶牛牙釉蛋白基因进行胚胎性别鉴定的研究

牙釉蛋白（amelogenin,简写为AML）基因是牙齿发育过程中丰富表达的多拷贝基因,AML基因的同源基因分别定位在XY染色体上。本试验利用x—Y同源的牙釉蛋白基因序列设计一对特异性引物（牛AML基因序列的扩增片段长度：雌性为只有467bp的特异性扩增片段：雄性为同时具有341bp和467bp的两条特异性扩增片段）,应用PCR技术同时扩增X和Y染色体上的特异性片段,扩增产物用PAGE电泳分离技术,经硝酸银溶液染色及扫描分析进行妊娠奶牛早期胚胎的性别鉴定。结果显示,从X染色体上扩增出467bp的片段．从Y染色体上扩增出341bp的特异性片段。由此可知,PCR扩增妊娠奶牛牙釉蛋白基因可以进行胚胎的性别鉴定。     

RAD18基因在小鼠胚胎中的表达分析

为了研究RAD18基因在小鼠胚胎发育过程中的表达模式,试验以体外培养的FVB小鼠胚胎为材料,采用定量RT-PCR及免疫荧光技术分析RAD18基因在小鼠胚胎中的表达水平。qRT-PCR结果表明,RAD18基因在小鼠植入前各时期胚胎中均有表达,其中与1-细胞期胚胎相比,其在2-细胞、8-细胞期胚胎中表达水平较高(P0.01),在桑葚期和囊胚期胚胎中表达量显著下降(P0.01)。免疫荧光方法检测结果表明RAD18蛋白在在小鼠植入前各时期胚胎中均有表达。说明RAD18基因在小鼠植入前胚胎中均有表达,推测其与小鼠胚胎的早期发育密切相关。     

黄牛卵母细胞和早期胚胎组蛋白乙酰化转移酶1表达模式研究

为探讨卵母细胞成熟及早期胚胎发育过程中组蛋白乙酰基转移酶(HAT1)的表达规律,研究应用实时定量PCR技术,检测了广西本地黄牛卵母细胞和附植前胚胎HAT1基因的表达情况。结果表明:HAT1基因在黄牛生发泡期(GV)卵母细胞、第2次减数分裂中期(MⅡ)卵母细胞、体外受精(IVF)胚胎2～4细胞、8～16细胞、桑葚胚和囊胚中的相对表达量分别为1.00、0.56、0.08、0.55、0.43和0.31,在孤雌激活(PA)胚胎的2～4细胞、8～16细胞、桑葚胚和囊胚中的相对表达量分别为0.55、0.55、0.48和0.46。HAT1在GV期相对表达量最高,在IVF胚胎中2～4细胞表达量最少(P<0.05)。由此可见,HAT1基因在黄牛卵母细胞成熟和早期胚胎阶段均有表达,GV期HAT1基因的表达最高,PA胚胎HAT1基因的表达较稳定。     

云南黑山羊性别决定基因体外扩增研究

对云南黑山羊 (10♂ ,2♀ )的基因组DNA性别决定基因 (SRY)进行了体外PCR扩增的研究 ,结果表明适当引物可特异性扩增出雄性个体的性别决定基因片段 (大小约为 185bp) ,而对雌性个体则不能扩增出任何片段 ;研究还利用已筛选出的性别决定基因特异性引物对少量的胚胎细胞进行了特异性扩增 ,检测了 2 0枚云南黑山羊的胚胎 ,其中有 5枚胚胎可扩增出约为 185bp的特异性片段。以上结果为山羊胚胎早期性别鉴定奠定了技术基础。     

谷胱甘肽促进牛体外受精胚胎发育的转录组初探

旨在探究牛体外受精胚胎的培养液中添加3mmol·L~(-1)谷胱甘肽(Glutathione,GSH)后,8~16-细胞期和桑椹期的牛体外胚胎在转录组水平上的变化。收集8~16-细胞期和桑椹期的体外受精胚胎,构建文库,通过Illumina平台进行测序;筛选差异基因,并进行功能注释和代谢途径分析;采用定量PCR对10个基因的表达水平进行检测,以验证测序结果的准确性;在获得的新转录本中挑选3组进行RNA和蛋白结构的预测。通过OOSP1、THAP9等10个基因的定量检测、测序结果的质量评价(碱基错误率、Q20、Q30、GC含量)、reads与牛基因组的比对及其在基因组的分布统计分析,均说明该测序结果准确、可靠。测序获得差异表达基因4 100个(其中,处理组8~16-细胞期胚胎和桑椹胚中3 952个,对照组中884个),已知基因2 225个,未知基因1 875个。这些差异基因主要富集到与ATP合成、呼吸链、DNA合成、翻译过程和物质代谢相关的84条GO terms上,参与细胞黏附、柠檬酸循环、谷胱甘肽代谢、溶酶体以及氨基酸代谢等27条通路。另外,与已知的转录本相比,5个新转录本中均发现不同长度的新外显子;预测的蛋白结构中除包含各自的保守结构域(丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的催化结构域、MAD同源结构域)外,还发现2个新的蛋白结构域(低复杂区、dwarfins蛋白家族B结构域)。综上表明,在培养液中添加GSH能导致胚胎转录谱的变化,显著提高胚胎的体外发育能力。     

转EGFP基因山羊克隆胚的发育

利用脂质体包裹含EGFP基因的质粒,并将之导入山羊乳腺上皮细胞,经G418筛选获得阳性细胞,以阳性细胞作为核供体,利用核移植技术构建转基因克隆胚。结果表明：用转基因山羊乳腺上皮细胞作为核供体,电融合法更适合构建转基因克隆胚。转基因山羊克隆胚体外培养最佳方案是用SOFaa培养液,在培养72 h后加入10%的正常山羊血清（Normal goat serum,NGS）。荧光显微镜下观察到转基因克隆胚中EGFP的表达,大部分克隆胚发育到8-16细胞以后的时期,绿色荧光蛋白才开始逐渐表达,随着发育时间的延长,绿色荧光蛋白的表达也逐渐增强。说明外源基因在胚胎早期发育阶段可以表达,EGFP可以作为报告基因来实现对外源基因整合及表达的监测。     

分子育种手段之转基因技术

1显微注射法转基因猪的研究中最常用的技术方法是核显微注射法。其原理是在显微镜下将外源基因注入到原核期或经重构发育至原核期的受精卵细胞的胚胎原核中,注射的外源基因与胚胎基因组融合,然后进行体外培养,最后移植到受体母畜子宫内发育,这样分娩的动物体内的每一个细胞都含有新的DNA片段,此即转基因后代。显微注射法的缺点是效率低、位置效应(外源基因插入位点随机性)造成表达结果的不稳定性、动物利用率低等。其优点是外源基因的转移率和整合效率都较高。迄今为止,核显微注射法还是最有效、最实用的动物转基因方法。2核移植转基因法…