精子质量是雄性繁育力的决定因素之一,外界不良因素或机体内环境的影响,均被报道会引起精子DNA损伤,从而引起精子质量下降,甚至导致雄性不育。精液分析是评估精子质量和雄性繁育力的重要手段,但是传统的精液分析由于缺乏对精子DNA完整性的评估而具有局限性。此外,精子DNA碎片指数（DNA fragmentation index,DFI）检测在生殖医学临床和种畜生产中发挥日趋重要的作用。然而,关于引起精子DNA损伤的分子机制以及其对雄性繁殖力的确切作用仍有待阐明。为探究精子DNA损伤对雄性繁育力的影响,本研究以人类精子和长白公猪精子为试验材料,分析精子DFI与精子相关参数之间的关系;利用转录组测序（RNA-seq）技术分别对人类和长白公猪不同DFI的精子进行测序,并结合生物信息学分析筛选精子DNA损伤相关的相关基因。具体研究结果如下:1.精子DNA损伤与精子相关参数的相关性为了探究男性精子DNA损伤与精子相关参数之间的关系,根据精子DFI将精子样本分为高、中、低DFI三组,并对其进行常规精液分析、精子形态和超微结构评估、线粒体膜电位（Mitochondrial membrane potential,MMP）、活性氧（Reactive oxygen species,ROS）和细胞凋亡水平检测。结果表明,精子DNA损伤与精子活力降低、精子前向运动性减弱、精子畸形率升高和精子超微结构异常相关,伴随着精子MMP水平下降、ROS水平和细胞凋亡水平上升。2.利用RNA-seq技术筛选男性精子DNA损伤相关的差异基因为了探讨引起男性精子DNA损伤的分子机制,对三组精子进行转录组测序及分析。测序结果显示男性精子DNA损伤会引起精子基因表达谱的变化,高DFI组和低DFI组共鉴定出10288个差异基因（Differentially expressed genes,DEGs）,其中4737个基因表达上调,5551个基因表达下调。GO分析显示DEGs主要富集在精子发生、精子活力、对活性氧的反应等生物过程。KEGG分析则表明精子DNA损伤相关的差异基因主要富集在氧化应激和精子发生相关信号通路,包括MAPK信号通路、Rap1信号通路和PI3K-Akt信号通路等。3.公猪精子DNA损伤与精子相关参数、产仔数的相关性为了探究公猪精子DNA损伤与精子相关参数、产仔数之间的关系,根据产仔数将长白公猪分为高、低繁殖力两组,对其进行精液常规分析、精子超微结构评估、DFI和ROS水平检测。结果表明,长白公猪精子DNA损伤与精子活力降低、精子畸形和精子超微结构受损相关,伴随着精子ROS水平升高,并导致长白公猪繁殖力下降,公猪精子DFI越高,其与配母猪的产仔数越少。4.利用RNA-seq技术筛选公猪精子DNA损伤相关的差异基因为了探讨引起不同繁殖力公猪精子DNA损伤的分子机制,对两组精子进行转录组测序及分析。测序结果显示公猪精子DNA损伤会引起精子基因表达谱的变化,高繁殖力（HRP）组和低繁殖力（LRP）组共鉴定出1349个DEGs,其中LRP组较HRP组有163个基因表达上调,1186个基因表达下调。HRP和LRP的DEGs主要富集在凋亡过程、转录调节等GO生物过程以及氧化应激和精子发生相关的通路,包括PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路等等。综上所述,精子DNA损伤与精子活力降低、精子畸形率升高、精子超微结构异常相关,伴随着精子ROS水平和细胞凋亡水平上升以及MMP水平下降,最终导致雄性繁育力低下。不同DFI的精子基因表达存在差异,本研究筛选出精子DNA损伤相关的相关基因作为预测雄性繁育力的生物标志物,为进一步研究精子DNA损伤机制提供参考依据。