巴美肉羊发情期血清生殖激素和卵巢microRNAs的鉴定及功能分析

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 14次 | 上传用户:kongzathu
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繁殖性状是养羊业的重要经济性状之一,增加绵羊每胎产羔数是降低生产成本、提高生产效率的有效措施,具有重要意义。绵羊产羔数的多少受排卵数的影响,而卵泡发育是一个极其复杂且高度协调的过程,受到来自下丘脑、垂体和卵巢的内分泌、旁分泌/自分泌因素和多种生长因子的精密调节。然而到目前为止,卵泡的发育、成熟、排卵及造成排卵数差异的分子机制还未完全明了。近年来发现的microRNAs在机体生长发育、分化、代谢和疾病等许多生物过程发挥作用,其在哺乳动物生殖中的作用也逐渐受到重视。本研究以巴美肉羊为实验对象,采用ECLIA和miRNA microarray技术,从生殖内分泌激素和microRNAs两个层面入手,研究巴美肉羊发情期生殖激素变化规律和卵巢microRNAs表达谱,分析经产单、双羔母羊血清生殖激素分泌和卵巢microRNAs表达差异,初步探讨造成绵羊产羔数差异的因素及其分子调控机理。1、巴美肉羊发情期血清生殖激素变化规律及其与产羔数关系研究采用ECLIA技术,分析4种生殖激素FSH、LH、E2和P4在单、双羔巴美肉羊发情期外周血中的分泌规律和特点,探讨生殖激素与产羔数的相互关系。结果表明:(1)血清中FSH和LH均呈脉冲式分泌,单、双羔母羊血清FSH在发情后的1h都出现一个峰值(P<0.001),LH在发情后的12~24h出现峰值;血清中E2和P4在单、双羔组间变化规律不同:单羔羊E2呈“V”字形变化趋势,双羔羊E2总体呈下降趋势;单羔羊P4呈上升趋势,双羔羊P4呈倒“V”字形变化趋势。(2)方差分析显示,双羔羊FSH水平在发情后1h极显著高于单羔羊(P<0.001),12h显著高于单羔羊(P<0.05);双羔羊LH水平在发情后12h极显著高于单羔羊(P<0.001),24h显著高于单羔羊(P<0.05)。结果表明,巴美肉羊产羔数增加可能与血清FSH和LH浓度升高有关。(3)血清中E2和P4各时间点的浓度水平,在单羔组和双羔组间羊均无显著差异(P>0.05),但这两种激素在单、双羔组间呈现不同的变化规律,其与巴美肉羊繁殖力关系有待进一步研究。2、巴美肉羊卵巢组织microRNAs表达研究及差异表达microRNAs的筛选、鉴定和特征分析(1)应用多物种miRNA芯片对3例产单羔母羊及3例产双羔母羊的卵巢组织进行miRNAs表达分析。结果,在检测的来自所有物种的miRNAs中,有5448个miRNAs在绵羊6个卵巢组织样本中共同表达,22个miRNAs在单羔组样本中特异表达,15个miRNAs在双羔组样本中特异表达。在检测的来自绵羊的103个miRNAs中,有47个miRNAs在6个样本中共同表达。(2)对来自绵羊的103个miRNAs进行差异表达分析。双羔绵羊与单羔绵羊相比,共获得卵巢组织差异表达miRNAs11个,其中上调表达4个(Fold Change≥2),下调表达7个(Fold Change≤0.5)。这些miRNAs可能与绵羊卵泡发育和产羔数多少有关。随机选择芯片结果中上、下调表达的基因oar-miR-381-5P和oar-miR-1185-5p,利用miRNA Real Time RT-PCR技术进行验证,结果表明miRNA芯片结果准确、可信。(3)生物信息学分析得知,筛选获得的11个差异表达miRNAs中,除oar-miR-544-5p与绵羊参考基因组无相似序列外,其余miRNAs均是位于绵羊18号染色体上的内含子miRNAs。分别利用2种方法(microT法和miRDB法)预测差异表达miRNAs的靶基因,取二者交集,共获得7个miRNAs的靶基因:oar-miR-370-5p、oar-miR-376b-5p、oar-miR-381-5p、oar-miR-412-5p、oar-miR-541-3p、oar-miR-544-5p和oar-miR-1185-5p,这些miRNAs分别预测获得115、71、1、5、8、135和23个靶基因。(4)靶基因GO注释结果表明:miR-376b-5p和miR-1185-5p的靶基因在细胞成分、分子功能和生物学过程的大部分分类中都有分布;结合已有文献,miR-376b-5p的靶基因IGF-1、DAZL、MTOR等和miR-376b-5p的靶基因AHR与哺乳动物的卵泡生长发育、生殖激素分泌等生殖过程密切相关,同时也说明miR-376b-5p和miR-1185-5p可能通过这些靶基因对哺乳动物生殖过程发挥调控作用。
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