产奶性状是奶牛最为重要的经济性状,筛选和挖掘影响奶牛产奶性状的功能基因或致因突变是奶牛分子育种研究中的研究热点。本课题组基于前期全基因组关联分析结果筛选出GPIHBP1基因作为产奶性状重要的候选功能基因。为了探究GPIHBP1基因在产奶性状上的生理功能以及作用机制,本研究在牛原代乳腺上皮细胞中进行了GPIHBP1基因功能验证研究。同时为进一步全面挖掘影响奶牛产奶性状的候选基因,本研究采取RNA-seq技术对奶牛不同泌乳时期的基因转录组水平进行研究,筛选调控奶牛泌乳过程的差异表达基因,为后续开展基因功能验证提供依据。本研究通过在奶牛原代乳腺上皮细胞中进行GPIHBP1表达载体瞬时转染研究以及RNA干扰试验,并使用荧光定量PCR试验检测了乳脂乳蛋白合成代谢相关基因的表达变化,对其进行功能分析。研究发现在牛原代乳腺上皮细胞中瞬时转染GPIHBP1表达载体之后,4种酪蛋白基因(CSN1S1、CSN1S2、CSN2以及CSN3)以及乳铁蛋白基因(LTF)的表达水平均呈现下调趋势,而p乳球蛋白基因(LGB)的表达水平呈现上调趋势。脂蛋白脂肪酶基因(LPL)、CD36基因、极低密度脂蛋白受体基因(VLDLR)、乙酰辅酶A羧酶α基因(ACACA)以及脂肪酸合成酶基因(FASN)均呈现上调趋势。其中CSN3、LTF、VLDLR、ACACA以及FASN的表达变化达到显著水平(P<0.05)。在牛原代乳腺上皮细胞中进行GPIHBP1基因RNAi试验之后(干扰效率为82%),各乳脂乳蛋白合成代谢相关基因的表达变化趋势与过表达试验中的方向完全相反,其中LGB、LTF、ACACA以及FASN的表达变化达到显著水平(P<0.05)。上述研究结果显示GPIHBP1基因对乳腺上皮细胞内乳脂乳蛋白的合成代谢过程具有重要影响,因此本研究推测该基因是影响奶牛产奶性状的一个重要功能基因。为了进一步挖掘GPIHBP1基因的致因突变,本研究对GPIHBP1基因进行了序列分析,发现在其启动子区存在4个高度连锁的SNP突变,分别为G/A(Chr14:2553998)、C/A(Chr14:2553653)、 G/A(Chr14:2553525)以及A/G(Chr14:2552574),经检测发现在本群体里只存在GCGA型(野生型)以及AAAG型(突变型)两种单倍型。本研究构建了野生型以及突变型的-2204--49,-1673--49,-1440--49以及-509--49四种片段的,共8种重组启动子载体。并将其与RPL-TK载体共转染到293T细胞中,进行启动子活性分析试验。结果显示这4个突变位点均对启动子活性具有显著性影响,其中-2204--49的野生型启动子活性要显著性的高于突变型。针对G/A(Chr14:2553998)和C/A(Chr14:2553653)这两个突变位点,本研究进行了凝胶阻滞试验分析,结果显示这两个突变位点都能导致转录因子结合位点发生改变。针对启动子区突变进行分型表达分析,结果显示野生型个体GPIHBP1基因的平均表达量高于突变型。同时关联分析结果显示,针对乳脂量、乳蛋白量、乳脂率以及乳蛋白率4个性状,突变型个体的育种值都高于野生型个体。本研究筛选了高产组和低产组各3头奶牛,采集干奶期和泌乳初期血液样品以及泌乳初期和泌乳高峰期的牛奶样品,提取RNA进行差异表达基因分析。基于牛血RNA-seq分析,剔除重复之后,共筛选到1408个差异表达基因,其中有153个位于奶牛产奶性状QTL区间内；基于牛奶RNA-seq分析,剔除重复之后共筛选出1459个差异表达基因,有210个位于奶牛产奶性状QTL区间内。本研究从转录组水平筛选挖掘到大量候选基因,为后续的功能验证工作提供依据。