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黑线仓鼠(Cricetulus barabensis)是我国北方农田的优势害鼠之一,以其分布广,繁殖力强,种群数量大,给人们的农业生产和日常生活带来严重危害。受温度、光照、食物等多种因素的影响,黑线仓鼠的繁殖行为存在季节性,每年的春季和秋季是其种群数量增长的高峰期。雌激素是主要的性激素,通过与其受体的结合调控动物的繁殖,但具体调控的分子机制尚不清楚。雌激素受体(Etrogen receptor,ESR)是核受体超家族的一员,分为两个亚型ESRα和ESRβ。ESRs不仅参与动物下丘脑-垂体-性腺轴的繁殖活动调控,而且参与和繁殖密切相关的脂肪代谢、血糖代谢、摄食等能量代谢及机体的应激反应。本研究通过检测黑线仓鼠体内ESRα和ESRβ在不同季节、不同器官中的差异表达,为研究ESRα和ESRβ的生物功能及其分子调控机制奠定基础,为研究黑线仓鼠的季节性繁殖调控机制提供科学依据,为鼠害的防治提供理论依据。首先,用RT-PCR方法克隆黑线仓鼠ESRα和ESRβ的cDNA序列,研究得到黑线仓鼠ESRα序列1017bp,全部为编码区,Genbank登陆号:KC345615;ESRβ的cDNA序列896bp,全部为编码区,Genbank登录号:KF267446。运用生物软件分别对二者的序列结构分析,发现ESRα存在14个磷酸化位点,ESRβ存在13个磷酸化位点,在二者的A/B功能区磷酸化位点存在差异,ESRα具有4个连续的丝氨酸磷酸化位点,而ESRβ则不具有这一结构,推测这跟两种受体在机体内的生理功能不同有关。二级结构预测发现ESRα和ESRβ都含有较多的α螺旋和Turn转角Coil卷曲螺旋,都具有较强的亲水性。构建ESRα和ESRβ的分子系统进化树结果显示二者都是与同是啮齿类的大鼠、小鼠最先聚为一类,其次是与灵长类的人和狒狒以及偶蹄目的绵羊、牛和野猪聚为一类,最后与原鸡和三文鱼聚类,二者的分子系统进化树结果与传统的分类结果相一致,显示ESRα和ESRβ功能的重要性和进化的相对保守性。其次,本研究采用实时荧光定量方法检测ESRα和ESRβ在黑线仓鼠不同组织的表达差异。结果显示:ESRα在子宫、卵巢、肾上腺、下丘脑、附睾的相对表达量高,ESRβ在卵巢、子宫、下丘脑、大脑、睾丸中相对表达量较高,二者在脾脏中的相对表达量都较低。对两种雌激素受体在同一组织的相对表达量分析发现,在雌性黑线仓鼠体内ESRα在下丘脑、肾上腺和子宫的相对表达量极显著高于ESRβ(P<0.01),ESRβ只在卵巢的表达量高于ESRα,二者差异不显著。在雄性黑线仓鼠体内,对比两种受体在同一组织的相对表达量,ESRβ在睾丸中的表达量显著高于ESRα (P<0.05);在附睾、肾上腺、肾脏中ESRα的表达量高于ESRβ,在肾脏中二者的相对表达量存在极显著差异(P<0.01);在下丘脑和大脑中,二者的差异不显著。最后,用实时荧光定量PCR的方法检测ESRα和ESRβ在不同季节黑线仓鼠体内不同组织的差异表达。结果显示:在雌性下丘脑中,ESRα的表达量有冬季>夏季>春季>秋季,冬季表达量与其他三个季节存在极显著差异(P<0.01);ESRβ的表达量有冬季>夏季>秋季>春季,冬季表达量与春季和秋季的表达量有极显著差异(P<0.01);不同季节的雌性下丘脑中,ESRα的相对表达量都高于ESRβ的表达量,冬季二者的表达有极显著差异(P<0.01)。在雄性下丘脑中,ESRα的相对表达有秋季>冬季>夏季>春季,ESRβ的相对表达没有季节性差异;不同季节的雄性下丘脑中,ESRβ的相对表达量都高于ESRα的表达量。在卵巢中,ESRα的相对表达量有春季>夏季>秋季>冬季,冬季与春季的相对表达量有显著差异(P<0.05);ESRβ在卵巢中的相对表达量有冬季>秋季>春季>夏季,冬季和秋季的相对表量有极显著差异(P<0.01);不同季节的卵巢中,ESRβ的相对表达量都高于ESRα的表达量,二者的相对表达在春季存在极显著差异(P<0.01),在夏季和秋季有显著差异(P<0.05)。在睾丸中,ESRα的相对表达量有冬季>夏季>春季>秋季,冬季的相对表达量与春季和秋季的相对表达量有极显著差异(P<0.01),与夏季的相对表达量有显著差异(P<0.05);ESRβ在睾丸中的相对表达量有冬季>春季>夏季>秋季,冬季的相对表达量与其他三个季节有极显著差异(P<0.01);在不同季节的睾丸中,ESRβ的相对表达量都高于ESRα,二者的相对表达在冬季有极显著差异(P<0.01)。因此推测:ESRα主要参与了雌激素参与的对黑线仓鼠季节性繁殖的负反馈调节,在生殖器官卵巢和睾丸中,ESRα和ESRβ协同参与黑线仓鼠的繁殖。