小鼠是目前生物学研究领域使用最为广泛的模式动物之一,其原因在于小鼠与人类基因组具有高度同源性；且小鼠的类型品系丰富,如近交系、突变系和基因工程小鼠品系等,而其中近交系小鼠携带纯系的遗传背景,更加便于进行生物学研究；加之,小鼠易于管理与饲养,生长周期短等优势,使其广泛应用于发育生物学、功能基因组学和疾病机理等核心研究领域。小鼠卵子突变基因（Ovum mutant、Om）是一个调控小鼠早期胚胎发育的奇特功能基因,其已被定位在DDK品系小鼠的11号染色体上。研究发现,携带Om基因的DDK小鼠具有特殊的繁殖性状（DDK综合征）,即：DDK雌鼠和同亚种内其它近交品系雄鼠交配时,在妊娠3-5天由于胚泡形成障碍导致胚胎死亡,而DDK雄鼠与其它品系间交配繁殖则呈现正常。该繁殖性状的产生已经被证明是由于携带Om基因的DDK雌鼠产生的卵子细胞质物质与其它品系雄鼠相同位点基因产生的精子因子不亲和,导致杂交子代受精卵在胚胎发育早期死亡,使DDK雌鼠几乎不孕。根据精卵不亲和理论,杂合型（Om/+）F1雌鼠与其他品系雄鼠,以及DDK雌鼠与杂合型（Om/+）F1雄鼠的交配组合中,子代的存活率均为正常交配组合子代存活率的50%。然而,赵卫东等人（2000）的研究发现,当将Om基因引入B6小鼠遗传背景中,随着回交代数的增多,B6品系遗传背景不断增加,不同回交世代的杂合型（Om/+）雌鼠与B6品系交配,其子代偏离了半数致死率,并呈现致死率不断升高的趋势。因而,推断在B6品系遗传背景中存在卵子突变基因的修饰基因,且该修饰基因仅作用于杂合型（Om/+）雌鼠,而对杂合型（Om/+）雄鼠的繁殖性能没有显著影响。但是,关于B6品系遗传背景中存在的修饰基因个数,以及其所在的染色体位点,目前仍不明确。另外,由Om基因调控的胚胎早期发育死亡现象是在DDK雌鼠与同亚种内其他品系雄鼠交配组合中被发现的。因而,围绕Om基因的研究基本上也都局限在M. m. domesticus亚种内。直到2002年,赵卫东等人首次将Om基因的研究扩展到小鼠亚种间,进行了DDK品系（M. m. domesticus）与MOM品系（M. m. molossinus）,以及CASP品系（M. m. castaneus）之间的精卵亲和性研究,证明了DDK品系与MOM及CASP品系间不存在精卵不亲和现象。目前,仅剩M. m. musculus亚种与DDK品系间的精卵亲和性关系还不明了。因而,本实验立足于上述研究基础,一方面,通过QTL基因定位方法证明B6品系遗传背景中存在Om基因的修饰基因,并进一步探明潜在修饰基因的个数及其在染色体上的位置；另一方面,引入PWK品系（M. m. musculus）小鼠,探明DDK品系与M. m. musculus亚种间小鼠的精卵亲和性关系,完善DDK品系与各亚种间由Om基因位点主导的精卵亲和性关系图：（一）小鼠卵子突变基因修饰基因的确定及定位分析。本研究采用B6雌鼠与DDK雄鼠交配产生F1代,再与B6回交构建N2雌鼠群体；利用与Om位点紧密连锁的通用微卫星标记D11Mit36和D11Mit66分别对回交产生的N2代雌鼠进行Om位点基因分型,筛选Om位点杂合型的N2雌鼠构建定位群体；参考小鼠微卫星标记库（Mouse Genome Informatics）,分别在小鼠19对常染色体上及第9号染色体特定区域内选取候选微卫星标记,并从中筛选出具有多态性的标记；定位群体内杂合型N2雌鼠在妊娠12-15天解剖,收集（N2♀×B6♂）子代的存活胎仔数表型数据,并利用R-qtl软件进行基因型和表型的关联性分析。针对表型性状进行Permutation test获得LOD显著性临界值,并进一步估计修饰基因位点的置信区间。研究结果如下：1.定位群体的构建,共筛选获得Om位点杂合型N2雌鼠样本249个,其中用于全基因组扫描样本200个,进一步染色体局部扫描又补充49个有效样本。2.全基因组扫描共筛选出58个在DDK与B6品系间具有多态性的标记,进一步染色体局部扫描又在小鼠第9号染色体上筛选出多态性标记12个。3.全基因组扫描检测杂合型N2样本200个,结果显示,在第9号染色体上存在一个存活胎仔数的主效修饰基因位点,其LOD值为3.16大于临界值,具有显著性,并初步定位在微卫星标记D9Mit273 （49cM）附近；在小鼠第8,15号染色体上检测到的两个位点LOD值分别达到1.0左右,但均小于显著性临界值,估计不存在主效的修饰基因位点。4.第9号染色体局部扫描共检测杂合型N2样本249个,结果显示,当a=0.01时,LOD临界值为2.0,而微卫星标记D9Mit73位点的LOD值为3.37（p<0.004<0.01）,具有极显著性,进一步估计该修饰基因位点的置信区间为34.43-45.8 cM。QTL效应分析表明,显著性位点纯合型个体存活胎仔数为2.32±0.31,显著低于位点杂合型的个体3.86±0.24,因而本研究在B6品系遗传背景中定位的显著性位点确定为卵子突变基因的修饰基因位点。综合以上结果,下一步的工作一方面可以加大标记的数量,缩小已定位的修饰基因位点的置信区间,并在B6品系遗传背景中定位其他潜在的修饰基因位点；另一方面,结合生物信息学研究方法,在第9号染色体上特定区间内筛选候选基因,进行功能验证。本研究的开展,有利于促进小鼠卵子突变基因及其修饰基因的作用研究,为小鼠早期胚胎发育调控相关基因的作用机制研究提供一定的基础。（二）DDK与PWK品系小鼠的精卵亲和性研究。本研究利用DDK和PWK品系小鼠进行正反交配实验,记录各交配组合的受孕率、产仔数等表型数据。引入B6品系作为对照,比较分析各组的繁殖表型数据,确定DDK与PWK品系交配的繁殖率是否正常。随后,运用杂交F1代回交,通过对各回交组合繁殖数据的观察分析,间接判定DDK和PWK品系小鼠的精卵亲和性关系。根据以往研究成果：由于Om位点基因控制产生的卵子细胞质物质与其他精子因子的不亲和性,F1代回交产生的N2后代过程中Om位点的基因传递率会偏离50%：50%。为了充分确定DDK与PWK品系小鼠卵子细胞质物质与精子因子是否亲和,本研究采用Om位点通用微卫星标记对回交获得的N2样本进行Om位点标记基因型的判定,统计N2样本Om位点的基因型比例,直接判定DDK与PWK品系小鼠的精卵亲和性关系。研究结果如下：1.本研究收集DDK雌鼠与PWK雄鼠正交组合繁殖数据共计28组,F1雄鼠回交组合表型数据95组。通过对比分析各交配组合的繁殖表型数据,确定PWK雄鼠与DDK雌鼠交配的繁殖率为正常。2.利用通用的微卫星标记对F1代雄鼠回交获得的600个N2样本进行Om位点基因型的判定,计算F,代雄鼠Om基因位点的传递率,结果显示N2样本Om位点杂合型与纯合型比例均符合50%：50%,Om基因位点的传递率未发生扭曲,因而确定DDK品系卵子细胞质物质与PWK品系精子因子之间是亲和的。3.收集DDK雄鼠与PWK雌鼠反交组合繁殖数据共计34组,F1雌鼠回交组合的表型数据80组。通过对各交配组合的繁殖表型数据的对比分析,确定PWK雌鼠与DDK雄鼠能够正常交配且繁殖率也正常。4.共收集F,代雌鼠回交所得N2样本593个,经过Om位点基因型判定后,各回交子代样本中（Om/+）与（Om/Om）的比例也为50%：50%,进一步确定了PWK品系卵子细胞质物质与DDK品系精子因子之间是也是亲和的。5.结合正反交配各组合的所有繁殖数据以及Om位点基因传递率结果,本研究最终判定：携带Om基因的DDK品系与PWK品系小鼠卵子细胞质物质与精子因子之间不存在不亲和。综合以上结果,本研究确定了PWK与DDK品系小鼠的精卵亲和性关系,完善了DDK品系与其同亚种品系（B6品系等,Mus musculus domesticus）,以及与不同亚种品系（MOM品系,M.m.molossinus;CASP品系,M.m.castaneus;和PWK品系,M.m.musculus）之间由Om基因位点主导的精卵亲和性关系图,进一步扩大了Om基因及DDK品系小鼠的研究领域。