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近年来不孕不育已经成为一个重要的生殖健康问题,困扰着全世界约15%的育龄夫妇。精子质量反映男性生育力,精子异常将会导致男性不育。在评估男性生育力方面,传统精液常规分析虽然能够获得精子的一些运动参数,但也存在一些局限性,如无法检测出精子功能障碍等。男性生殖细胞经历有丝分裂和减数分裂过程产生了单倍体精子。精子由头部、中段和尾部组成的高度分化男性生殖细胞,头部包含了单倍体基因组,贡献50%的胚胎基因组,其完整性对精子与母源基因组融合、父系遗传信息准确传递都至关重要。精子产生和成熟过程中染色质高度浓缩,体内外等多种因素影响可能导致精子DNA损伤和断裂,表现出精子DNA碎片化指数（DNA fragmentation index,DFI）增高。精子DNA碎片产生机制及其对受精、胚胎发育、妊娠持续、个体发育等方面的影响一直是男性不育的研究热点。随着科学技术不断进步与发展,转录组测序技术和蛋白质高分辨质谱等技术的应用极大促进对精子细胞学方面的了解。男性不育病因的研究能够为动物遗传与育种的雄性不育（或公畜繁殖效率）提供借鉴参考。本研究从精液收集进行常规分析,到人工授精和体外授精-胚胎移植等辅助生殖的临床结局,再到精子转录组和蛋白质组等,从多方面研究精子DNA碎片化,多角度分析精子DNA碎片对辅助生殖的影响及其产生机制。本次研究主要结果如下:1、精子DFI与人工授精周期临床结局研究中,精子DFI升高对人工授精周期的生化妊娠率（P=0.386）、临床妊娠率（P=0.433）、分娩率（P=0.456）、活产率（P=0.484）、妊娠丢失率（P=1.000）等临床结局无显著性影响。2、精子DFI与年龄（r=0.140,P＜0.001）、精子高染色百分率（r=0.171,P＜0.001）、不活动精子百分率（r=0.171,P＜0.001）、精液体积（r=0.089,P＜0.001）、禁欲天数（r=0.07,P＜0.001）等呈显著正相关,与精子浓度（r=-0.330,P＜0.001）、精子前项运动百分率（r=-0.465,P＜0.001）、精子正常形态百分率（r=-0.324,P＜0.001）、精子非前向运动百分率（r=-0.08,P＜0.001）、以及精子具体运动参数（包括曲线速度、直线速度、路径速度、鞭打频率、侧摆幅值等）等呈显著负相关。3、精子DFI与体外受精-胚胎移植周期临床结局研究中,精子DFI增高显著降低新鲜胚胎移植周期分娩率（P=0.014）,而对生化妊娠率（P=0.232）、临床妊娠率（P=0.072）和妊娠丢失率（P=0.098）等无显著性影响,提示精子DFI可能影响新鲜胚胎移植周期胚胎的晚期发育;精子DFI增高显著降低冷冻胚胎复苏移植周期生化妊娠率（P=0.006）和临床妊娠率（P=0.027）,对分娩率（P=0.074）和妊娠丢失率（P=0.919）等无显著性影响,提示精子DFI可能影响了冷冻胚胎复苏后的早期发育;补救 ICSI（Rescue intracytoplasmic sperm injection,RICSI）组精子DFI显著高于常规IVF组（P=0.003）,提示精子DFI升高可能影响精子与卵子融合（正常受精）。4、精子转录组结果显示,与正常DFI组精子相比,高DFI组精子差异表达基因有352个,其中表达上调基因189个,表达下调基因163个。差异表达基因KEGG富集分析发现主要集中在细胞内吞作用、p53信号通路、PI3K-Akt信号通路等。5、本研究通过蛋白质组学SWATH技术比较高DFI组精子与DFI正常组精子之间蛋白质表达差异,共获得10761个肽段,拼接到2186个蛋白,获得可定量肽段4088个,可定量蛋白质1591个;进一步比较共获得差异表达蛋白252个,其中124个蛋白表达水平显著增高,128个蛋白表达水平显著降低。DNA损伤修复基因DFFA在实验组中呈高表达,提示DFFA蛋白可能在精子DNA损伤与修复中起着重要作用。通过蛋白质修饰实验,提示部分蛋白质的泛素化、乙酰化、乳酸化等翻译后修饰可能在精子DNA碎片化产生中起重要的作用。6、精子转录组和蛋白质组联合分析结果显示,精子转录组获得表达基因为19970个,蛋白质组获得定量表达基因为1591个,两组学中共同匹配基因数量为1548个,两个组学的匹配率分别为7.75%和97.30%;联合分析结果发现1个基因（LRRC47）在基因转录和蛋白质翻译水平都上调表达,有5个基因（CFAP53、UBTD2、DNAH3、CFAP107、CBLN1）在基因转录和蛋白质翻译水平都下调表达。两组学关联GO富集分析（调整后）主要条目包括GTP酶激活剂活性、GTP酶调节剂活性、ATP酶活性、酶活化剂活性、DNA重组、对活性氧的反应、白细胞活化的调节等。两组学关联KEGG分析显著富集条目是p53信号通路、内吞作用、糖酵解/糖异生等,提示这些生物学过程和通路可能在精子DNA损伤修复过程中起着重要作用。