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本研究采用分子克隆和精子载体等方法,探讨血清样淀粉P物质(serumamyloidPcomponent,SAP)基因的克隆、重组真核载体质粒的表达,以及精子与外源DNA共孵育条件对精子质量影响,以建立精子载体法生产转SAP基因巴马小型猪的技术体系。论文由第一章文献综述和第二、三章实验研究两部分组成。
第二章主要探讨SAP基因克隆、真核表达载体的构建、鉴定和转染验证,为下章利用精子载体法生产转SAP基因猪提供外源DNA。试验根据猪的SAP基因序列设计一对特异引物,以广西巴马小型猪肝组织的总RNA为模板,利用反向聚合酶链式反应(RT-PCR)扩增出相应的cDNA片段,随后PCR扩增获得带有相应酶切位点的SAP片段,经连接到pMD18-T载体并转DH5a细菌扩增,检测阳性菌液并测序。测序结果证明克隆出巴马小型猪的SAP基因片段,其编码序列长度为675bp,该克隆SAP基因与GenBank报道的猪相应基因序列比较,其同源性为100%。随后将克隆的SAP基因序列,加入BamHI和HindⅢ两个酶切位点,经过酶切、纯化和鉴定后定向连接到加强型真核表达载体pEGFP-N1质粒上,构建了pEGFP-N1-SAP重组真核表达载体。最后,利用脂质体(Lipofectamine2000)介导法将重组质粒导入到体NIH-3T3细胞中培养,经转染24小时后,置于倒置显微镜下观察外源基因在细胞中的表达情况,结果发现含有重组质粒的的NIH-3T3细胞中表达出绿色荧光的外源基因,可用于下一步的转基因实验操作。
第三章主要探讨精子与外源DNA共孵育时间、外源DNA孵育剂量和获能液处理等因素对孵育精子质量的影响。本章共包括四试验,试验一研究精子与外源DNA共孵育0h(对照组)、1h和2h对转染后精子质量的影响,重复六次,以比较不同孵育时间对精子活率、平均曲线运动速度(VCL)、平均直线运动速度(VSL)、平均路径速度(VAP)、前向性(STR)等试验指标的影响。结果显示孵育1h的精子活率、STR与0h(对照组)比较无显著性差异(p>0.05),但VAP、VSL和VCL有显著差异;而孵育2h与对照组比较除VSL无显著性差异外,其余各项指标差异均显著。表明外源DNA与精子孵育1h,对精子质量无显著性影响,但孵育2h精子质量显著下降。试验二研究不同DNA剂量对转染后精子质量影响,试验分别加入标记的DNA(1ng/μL)片段0μL(对照组)、10μL和20μL三处理组,试验考查指标和重复数同试验1。结果显示各组精子的活率和运动曲线等均没有显著差异,表明外源DNA的添加对精子质量无显著影响。试验三研究分别加入获能液和对照PBS液(对照组)对转染后精子质量影响,试验方法和指标同试验1,重复六次。结果显示加入受精液后精子各项试验指标均有显著变化。试验四分别用共孵育后的精液和对照组不含外源DNA的新鲜精液进行猪人工授精,以比较转染猪精子的人工授精效果。结果对照组和试验组各有一头母猪妊娠,其中精子共孵育后处理的妊娠母猪虽产下仔猪11头,但经紫外光检测未发现有绿色荧光标记后代。
本研究获得如下结论:(1)试验成功构建pEGFP-N1-SAP真核载体并在NIH-3T3细胞中得到转染表达;(2)在精子与外源DNA共孵育过程中,以1h对精子质量效果无显著性影响;(3)外源DNA添加10-20ng/μL量对精子质量无显著影响;(4)添加获能液后精子运动速度和活率显著提高,有利于外源DNA进入精子体内;(5)初步建立精子载体法生产巴马小型猪转SAP基因猪技术体系,但其效率还有待提高。