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精子发生是一个高度复杂且动态变化的生精过程。精原干细胞(Spermatogonia stem cells,SSCs)位于睾丸曲细精管的基底膜处,经过一系列分化、减数分裂以及精细胞变形等运动,最终形成具有受精能力的精子,贮存在附睾中。通过深入了解各时期生精细胞的发育发生机制,可以为我们进一步揭示雄性生殖生理调控以及为解决雄性不育等实际生产问题提供理论研究基础。鉴于此,本文利用分选得到的小鼠未分化精原细胞、分化的精原细胞、粗线期精母细胞、圆形精细胞以及成熟精子作为研究对象,结合低细胞量Ch IP-seq(Ultra-low-input micrococcal nuclease-based native Ch IP-seq)和全基因组DNA甲基化WGBS(Whole Genome Bisulfite Sequencing)测序技术,首次建立了精子发生过程中全基因组H3K9me3和DNA甲基化动态修饰图谱。主要研究结果如下:1.DNA甲基化和H3K9me3修饰在基因启动子和重复序列区域具有不同的序列偏好性和动态分布特征。首先,全基因组水平上H3K9me3修饰的覆盖度随着精子发生的进行而逐渐下降,启动子区域H3K9me3修饰的覆盖度在圆形精细胞时期达到最高,重复序列LTR和LINE区域H3K9me3修饰的覆盖度是逐渐下降的,在成熟精子时期略微升高。整个精子发生过程中,重复序列LTR、LINE区域H3K9me3修饰高富集,而启动子区域只有圆形精细胞时期高富集。2.通过K-均值聚类方法对精子发生过程中H3K9me3修饰进行聚类分析,发现未分化和分化的精原细胞时期特异的H3K9me3修饰域主要富集在重复序列区域,且该区域DNA甲基化程度较低;减数分裂和精细胞时期特异H3K9me3修饰域主要富集在基因启动子区域;成熟精子时期特异的H3K9me3修饰域未展示出明显的偏好性。3.未分化和分化精原细胞时期特异H3K9me3修饰域对应的DNA甲基化修饰水平在减数分裂之前处于上升趋势,H3K9me3修饰在该过程中呈现下降趋势,两种抑制性表观修饰作用的重复序列LTR在粗线期精母细胞时期存在表达激活的现象。4.圆形精细胞时期存在特异表达的基因,如Hypm、Cypt1基因等,其基因启动子区域H3K9me3修饰在该时期被擦除。5.父本印记调控区域的DNA甲基化修饰在未分化向分化精原细胞转变过程中迅速建立起来,而母本印记调控区域的DNA甲基化修饰在未分化向分化精原细胞转变过程中迅速擦除。父本印记调控区域的H3K9me3修饰随着精子发生过程逐渐擦除。总的来说,该项研究首次建立了精子发生过程中H3K9me3和DNA甲基化修饰的动态图谱,这为后续更深入了解精子发生发育机制、解决雄性不育等实际问题提供理论基础。