论文部分内容阅读
中国地方猪种梅山猪的繁殖率显著高于西方引进品种杜洛克猪,但二者繁殖差异性的分子机制尚未明确。除母猪本身之外,公猪精子质量、受精潜能等亦是影响受胎率及胚胎成活率的关键因素。随蛋白质组技术的发展,已在精子细胞中成功鉴定到多种直接或间接影响受孕率及产仔数的繁殖相关生物标记蛋白。然而,梅山猪与杜洛克猪精子繁殖相关蛋白的组成是否存在差异,进而影响其繁殖率。目前尚未有相关研究报道。因此,本研究从精子质量特性、蛋白质组成差异性及蛋白翻译后修饰方面对梅山猪与杜洛克猪精子进行比较,探究差异性蛋白与精子质量的相关性,为本地猪种与引进猪种间繁殖差异性分子机制的研究提供理论依据。本研究主要做了以下三方面工作:1.分析体外不同温度(17℃、4℃)保存过程中,梅山猪与杜洛克猪精子质量特性的差异。结果发现,随体外保存时间延长,两猪种精子活力及能量代谢水平均呈下降趋势。不同保存温度下,梅山猪精子活力、细胞内ATP水平、线粒体膜电位、GAPDH酶活性、cAMP水平均高于杜洛克猪精子,且保存1天时,两猪种精子活力已达差异显著(P<0.05)。结果提示,梅山猪与杜洛克猪精子结构蛋白及代谢相关酶的表达量可能存在一定差异。2.为了验证上述预测结果的真实性,本研究首次采用iTRAQ标记串联质谱分析技术,定量比较梅山猪与杜洛克猪精子蛋白差异性。研究共鉴定到1597种蛋白,其中190种为两猪种精子差异性蛋白。经生物信息学分析发现,差异蛋白包括线粒体蛋白、骨架蛋白、代谢酶类等。这些蛋白主要参与精子运动、能量代谢过程及受精等过程。ODF、LDHC、CALM、ACE、ENO1与产仔数呈正相关的蛋白在梅山猪精子中高表达,而与繁殖能力呈负相关的NDUFS2、RAB2A以及与细胞凋亡相关联的蛋白酶复合体在杜洛克猪精子中高表达。3.为验证梅山猪与杜洛克猪精子繁殖相关差异蛋白,本研究利用Western Blot技术对部分差异蛋白进行了鉴定,并对精子全蛋白翻译后修饰水平进行了比较。结果显示,与产仔数呈正相关的SPAG6、ACE2、CALM在梅山猪精子中高表达;而与产仔数呈负相关的NDUFS2在杜洛克猪精子中高表达。此外,梅山猪精子蛋白丝氨酸/苏氨酸磷酸化、酪氨酸磷酸化、乙酰化及琥珀酰化修饰水平均高于杜洛克猪精子。本研究结果提示,梅山猪精子中骨架蛋白、能量代谢相关蛋白及与繁殖能力呈正相关蛋白高表达,以及较高的蛋白磷酸化及酰化修饰水平,进而影响精子运动能力及细胞内代谢水平。这可能是梅山猪精子质量特性及产仔数高于杜洛克猪精子的主要原因之一。