哺乳动物的早期胚胎发育始于精子与卵母细胞相结合,染色质在这个过程中经历了广泛的重编程,使得终末分化的细胞转换为全能性的胚胎。组蛋白修饰作为表观遗传修饰的主要构成类型之一,在早期胚胎发育过程中具有特殊的变化规律和重要作用。之前的研究大都集中在模式动物上,在猪早期胚胎中精细的组蛋白修饰动态变化目前还不清楚。猪作为一种重要的农业家畜和理想的动物疾病模型,研究其早期胚胎发育对畜牧生产以及生物医学研究都有重要的意义。通过与人和小鼠进行比较,还能进一步揭示表观遗传修饰在哺乳动物胚胎重编程过程的保守性与特异性。本研究通过收集猪卵母细胞及早期各个阶段的受精胚胎,利用免疫荧光染色以及低细胞量染色体免疫共沉淀测序（ULI-NCh IP-seq）等方法,关键组蛋白修饰H3K4me3、H3K27me3和H3K27ac在猪早期受精胚胎发育过程中的变化规律被首次发现。此外,还与克隆胚胎的结果进行比较,发现在猪克隆胚胎中存在组蛋白修饰的异常富集。具体结果如下:（1）在猪卵母细胞上,H3K4me3在远端部分低甲基化区域（PMD）形成宽峰,并且一直维持到合子基因组激活（ZGA）发生,之后转换为窄峰。此外,卵母细胞中H3K4me3会在ZGA基因的近端启动子上形成窄峰,在受精后转换为宽峰,并在ZGA阶段再次转化为窄峰,推测这抑制了ZGA基因的提前激活。该重编程过程也存在于人早期胚胎,但并未在小鼠早期胚胎中发现。（2）在猪受精卵中敲低H3K4me3的去甲基化酶KDM5B和KDM5C,早期胚胎发育率明显降低,4细胞阶段转录组表明整体基因表达发生变化,ZGA相关的基因表达受到抑制,而H3K4me3在ZGA基因上存在异常的升高趋势,表明KDM5B和KDM5C在猪早期胚胎中通过擦除宽的H3K4me3的富集达到促进ZGA发生的目的,从而保证后续的胚胎发育。（3）猪卵母细胞中存在H3K27me3的大量富集,并在PMD区域与H3K4me3高度共定位。受精之后,H3K27me3出现全基因组的广泛擦除,到桑椹胚阶段开始重建,在ZGA基因的启动子上与H3K4me3一起形成共价修饰。通过在ZGA之后抑制H3K27me3重建发现胚胎发育受阻以及ZGA基因在囊胚阶段异常高表达,证实了H3K27me3修饰抑制了ZGA基因的持续激活,有利于ZGA的退出。类似的重编程过程也存在于人早期胚胎,但并未在小鼠早期胚胎中发现。（4）猪卵母细胞中没有H3K27ac的富集,但受精后H3K27ac开始广泛建立在H3K27me3擦除的区域,表明两者之间存在转换关系。通过检测H3K27me3与H3K27ac修饰相关调控因子的表达模式,发现两者的转换可能由PRC2复合物来调控。（5）通过对克隆胚胎4细胞及囊胚阶段H3K4me3和H3K27me3的富集情况进行分析,发现相比于体外受精胚胎,克隆胚胎在四细胞阶段的启动子以及PMD区域存在两种组蛋白修饰的异常富集,推测这抑制了克隆胚胎ZGA基因的表达,从而影响了克隆胚胎的早期发育。在囊胚阶段,两种组蛋白修饰在克隆胚胎与受精胚胎中无较大差异,表明合子激活时期组蛋白修饰的异常富集是影响克隆胚胎发育的主要因素。综上,本研究首次阐明了猪早期胚胎发育过程中三种组蛋白修饰独特的变化规律,并且新发现了两种表观遗传修饰调控ZGA启动的机制:一是受精后H3K4me3修饰在ZGA基因启动子的富集变宽会抑制ZGA的过早激活,二是在桑椹胚阶段重建于ZGA基因启动子上的H3K27me3修饰会抑制ZGA基因的表达,促进ZGA退出。此现象在人的早期胚胎中同样存在,表明猪和人之间胚胎重编程的保守性。同时发现在猪克隆胚胎中,组蛋白修饰异常仍然是一类重要的表观修饰障碍。此研究将有助于更深入了解组蛋白修饰在哺乳动物早期胚胎发育过程中所起到的作用及调节机制。