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SYCP3蛋白是一种DNA结合蛋白，定位于联会复合体(SC)的侧成分(LEs)，在同源染色体的联会中起重要作用，是雄性精子发生过程中减数分裂步骤所必需的蛋白。SYCP3基因缺失或低表达所引起的精子发生障碍表型与实验室前期研究发现的犏牛(黄牛与牦牛种间杂交后代)雄性不育、减数分裂阻滞的表型是一致的。为进一步探究SYCP3基因的功能及其与犏牛雄性不育的关系，本文采用PCR扩增和克隆测序结束获得黄牛和牦牛bSYCP3基因序列，利用生物信息学方法对其基因结构、进化和系统发育进行了分析；采用RT-PCR和Real-timePCR技术分析了bSYCP3基因的组织表达特征，以及黄牛、牦牛和犏牛睾丸组织bSYCP3基因的表达水平；扩增了黄牛和牦牛bSYCP3基因5’非翻译区序列，并采用亚硫酸氢盐测序技术分析了牦牛和犏牛睾丸组织中bSYCP3基因启动子区甲基化程度的差异，结果如下：
1．黄牛、牦牛bSYCP3基因的克隆、序列分析及进化研究
本文通过PCR扩增和克隆测序技术获得黄牛和牦牛bSYCP3基因序列，并将其命名为bSYCP3。黄牛和牦牛bSYCP3基因编码区序列全长为678bp，黄牛和牦牛的bSYCP3编码区同源性为100%，与其它哺乳动物相比也有较高的同源性(71%-83%)。牛bSYCP3基因由8个外显子和7个内含子组成，其中起始密码子位于第二外显子；电子染色体定位发现牛bSYCP3基因定位在5号染色体上。牛bSYCP3基因编码一个含有225个氨基酸残基的蛋白，bSYCP3蛋白含有一个典型的Cor1基序和2个卷曲螺旋结构域(coiled-coil-forming)。bSYCP3蛋白氨基酸序列与哺乳动物其它物种的同源性为59-77%，在进化过程中受到负选择的影响。利用bSYCP3基因和Cor1基序氨基酸序列构建的哺乳动物NJ树，结果均与经典生物分类方法一致。研究表明SYCP3基因在哺乳动物的进化上是保守的，推测bSYCP3蛋白生物学功能可能与其它哺乳动物SYCP3蛋白相似，即参与精子发生的减数分裂过程。
2．黄牛、牦牛和犏牛bSYCP3基因的表达分析
本文采用Real-timePCR对牛下丘脑、睾丸等组织bSYCP3基因的表达情况进行了分析，结果发现bSYCP3基因仅在牛睾丸组织中特异表达，与小鼠、大鼠等哺乳动物的研究结果相同，说明牛bSYCP3基因为睾丸组织特异表达的基因。实时荧光定量PCR显示，表现出雄性不育的犏牛睾丸组织中bSYCP3基因表达量极显著低于黄牛和牦牛(P＜0.01)，而黄牛和牦牛之间差异不显著(P＞0.05)。犏牛的精子发生障碍的表型与人、小鼠SYCP3基因表达缺失或降低引起的不育表型一致，据此推测bSYCP3基因在牛精子发生和减数分裂过程中发挥重要作用，且与犏牛雄性不育有一定的关系。
3．牦牛和犏牛bSYCP3基因启动子区甲基化程度分析
本文通过PCR扩增和克隆测序获得了bSYCP3基因的2271bp5非翻译区序列，并发现存在一个CpG岛，跨越了启动子区、第一外显子和第一内含子。转录结合因子位点分析发现bSYCP3基因核心启动子存在SP1等甲基化敏感位点，暗示DNA甲基化对bSYCP3基因的表达具有调控作用。采用亚硫酸氢盐测序技术分析了牦牛和犏牛睾丸组织中bSYCP3基因CpG岛中19个CpG位点的甲基化情况，结果发现牦牛睾丸组织中bSYCP3基因241bp启动子区的甲基化CpG位点占总CpG位点的81.58%(155/190)，犏牛的为86.84%(165/190)，犏牛的甲基化水平高于牦牛，但两者差异不显著(P＞0.05)。在分析的19个CpG位点中的第7、13和17位CpG位点的甲基化水平在牦牛与犏牛间差异显著(P＜0.05)，其中牦牛中甲基化的CpG位点占0(0/30)，而犏牛中却高达40%(12/30)。研究结果表明雄性犏牛bSYCP3基因启动子区的高甲基化水平与其mRNA低表达和雄性不育的表型是一致的，推测bSYCP3基因启动子的甲基化可能对其mRNA的表达调控起重要作用，且与犏牛精子发生减数分裂障碍和雄性不育有一定的关系。
1．黄牛、牦牛bSYCP3基因的克隆、序列分析及进化研究
本文通过PCR扩增和克隆测序技术获得黄牛和牦牛bSYCP3基因序列，并将其命名为bSYCP3。黄牛和牦牛bSYCP3基因编码区序列全长为678bp，黄牛和牦牛的bSYCP3编码区同源性为100%，与其它哺乳动物相比也有较高的同源性(71%-83%)。牛bSYCP3基因由8个外显子和7个内含子组成，其中起始密码子位于第二外显子；电子染色体定位发现牛bSYCP3基因定位在5号染色体上。牛bSYCP3基因编码一个含有225个氨基酸残基的蛋白，bSYCP3蛋白含有一个典型的Cor1基序和2个卷曲螺旋结构域(coiled-coil-forming)。bSYCP3蛋白氨基酸序列与哺乳动物其它物种的同源性为59-77%，在进化过程中受到负选择的影响。利用bSYCP3基因和Cor1基序氨基酸序列构建的哺乳动物NJ树，结果均与经典生物分类方法一致。研究表明SYCP3基因在哺乳动物的进化上是保守的，推测bSYCP3蛋白生物学功能可能与其它哺乳动物SYCP3蛋白相似，即参与精子发生的减数分裂过程。
2．黄牛、牦牛和犏牛bSYCP3基因的表达分析
本文采用Real-timePCR对牛下丘脑、睾丸等组织bSYCP3基因的表达情况进行了分析，结果发现bSYCP3基因仅在牛睾丸组织中特异表达，与小鼠、大鼠等哺乳动物的研究结果相同，说明牛bSYCP3基因为睾丸组织特异表达的基因。实时荧光定量PCR显示，表现出雄性不育的犏牛睾丸组织中bSYCP3基因表达量极显著低于黄牛和牦牛(P＜0.01)，而黄牛和牦牛之间差异不显著(P＞0.05)。犏牛的精子发生障碍的表型与人、小鼠SYCP3基因表达缺失或降低引起的不育表型一致，据此推测bSYCP3基因在牛精子发生和减数分裂过程中发挥重要作用，且与犏牛雄性不育有一定的关系。
3．牦牛和犏牛bSYCP3基因启动子区甲基化程度分析
本文通过PCR扩增和克隆测序获得了bSYCP3基因的2271bp5非翻译区序列，并发现存在一个CpG岛，跨越了启动子区、第一外显子和第一内含子。转录结合因子位点分析发现bSYCP3基因核心启动子存在SP1等甲基化敏感位点，暗示DNA甲基化对bSYCP3基因的表达具有调控作用。采用亚硫酸氢盐测序技术分析了牦牛和犏牛睾丸组织中bSYCP3基因CpG岛中19个CpG位点的甲基化情况，结果发现牦牛睾丸组织中bSYCP3基因241bp启动子区的甲基化CpG位点占总CpG位点的81.58%(155/190)，犏牛的为86.84%(165/190)，犏牛的甲基化水平高于牦牛，但两者差异不显著(P＞0.05)。在分析的19个CpG位点中的第7、13和17位CpG位点的甲基化水平在牦牛与犏牛间差异显著(P＜0.05)，其中牦牛中甲基化的CpG位点占0(0/30)，而犏牛中却高达40%(12/30)。研究结果表明雄性犏牛bSYCP3基因启动子区的高甲基化水平与其mRNA低表达和雄性不育的表型是一致的，推测bSYCP3基因启动子的甲基化可能对其mRNA的表达调控起重要作用，且与犏牛精子发生减数分裂障碍和雄性不育有一定的关系。