【摘 要】
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乳糖作为乳汁渗透压调节物质,其合成的快慢与乳汁的产量和质量密切相关。乳糖合成机制的研究对母猪泌乳调控具有重要意义。为了研究母猪泌乳期乳糖合成机制以及外源添加单糖对乳糖合成的调控机制,本文研究了母猪泌乳期乳糖合成相关的基因和蛋白的变化规律,筛选出乳糖合成途径中的关键基因,并以母猪乳腺上皮细胞为研究模型探讨外源添加不同单糖对乳糖合成的影响及其调控机制。本论文主要开展了两部分研究。1.为研究母猪泌乳期乳
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（项目编号2018YFD0501002）；
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乳糖作为乳汁渗透压调节物质,其合成的快慢与乳汁的产量和质量密切相关。乳糖合成机制的研究对母猪泌乳调控具有重要意义。为了研究母猪泌乳期乳糖合成机制以及外源添加单糖对乳糖合成的调控机制,本文研究了母猪泌乳期乳糖合成相关的基因和蛋白的变化规律,筛选出乳糖合成途径中的关键基因,并以母猪乳腺上皮细胞为研究模型探讨外源添加不同单糖对乳糖合成的影响及其调控机制。本论文主要开展了两部分研究。1.为研究母猪泌乳期乳糖合成相关基因变化规律,筛选出乳腺乳糖合成的关键基因,本试验选取8头3-5胎大白母猪,于母猪分娩后0 h、2 h、6 h、12 h、24 h、D 2、D 3、D 4、D 7、D 14以及D 21（断奶当天）采集乳汁,测定乳汁中乳糖浓度以及乳糖合成相关激素的浓度,并测定母猪泌乳D 2、D 7、D 14以及断奶当天的泌乳量,采用实时荧光定量PCR和Western Blot检测乳糖合成相关基因的mRNA表达水平以及关键基因的蛋白表达水平。结果如下:（1）与分娩后0 h相比,母猪乳汁中乳糖含量逐渐升高,在第21天达到最大值,乳糖浓度增加1倍（P<0.05）。与泌乳第2天相比,母猪泌乳期乳糖分泌量呈二次曲线变化,在泌乳启动后逐渐升高（P<0.05）,在第14天达到最大值增加了2倍（P<0.05）。（2）乳汁中催乳素和孕酮的浓度随着泌乳的延长逐渐下降（P<0.05）;乳汁中胰岛素和IGF-1的浓度变化呈二次曲线变化,在泌乳第3天达到最大值（P<0.05）。（3）母猪泌乳期葡萄糖转运载体（GLUT1）,葡萄糖向UDP-半乳糖转变（HK1、UGP2）,UDP-半乳糖转运（SLC35A2）以及乳糖合成酶（LALBA、B4GALT1）的mRNA和蛋白表达水平在泌乳早期和泌乳中期显著上调（P<0.05）,在泌乳后期进入平台期。2.为探讨不同单糖对母猪乳腺上皮细胞乳糖合成的影响及其调控分子机制,本试验以母猪乳腺上皮细胞为体外模型,分别添加不同浓度（0、2.5、5、10、20、40 m M）葡萄糖和果糖处理细胞24 h后,测定乳腺上皮细胞内乳糖含量以及乳糖合成相关基因mRNA和蛋白表达水平。结果如下:（1）不同单糖对母猪乳腺上皮细胞乳糖含量的影响当葡萄糖和果糖浓度在0～5 m M时,乳腺细胞内乳糖含量随着单糖浓度的增加而升高（P<0.05）;当葡萄糖和果糖浓度≥5 m M时,乳腺细胞内乳糖含量随着单糖浓度的增加而降低（P<0.05）。（2）外源添加5 m M葡萄糖对母猪乳腺上皮细胞内乳糖合成相关基因和蛋白表达水平的影响（1）葡萄糖向UDP-半乳糖转变（HK1、HK2、PGM2、UGP2、GALE）,乳糖合成酶（B4GALT1）基因和蛋白的表达水平显著上调（P<0.05）;（2）乳糖合成相关转录调控因子（AKT1、STAT5b）基因的mRNA水平显著上调（P<0.05）;STAT5a基因的mRNA水平显著下调（P<0.05）;（3）脂肪酸从头合成（ACACA、FASN）,磷酸戊糖途径（PGLS）、糖酵解（PKM2）关键基因的mRNA水平显著上调（P<0.05）。（3）外源添加5 mM果糖对母猪乳腺上皮细胞内乳糖合成相关基因和蛋白表达水平的影响（1）葡萄糖转运载体（GLUT1）、果糖向UDP-半乳糖转变（PFK、PGM2、UGP2、GALE）,乳糖合成酶（B4GALT1）基因和蛋白的表达水平显著上调（P<0.05）;（2）乳糖合成相关转录调控因子（STAT5b）基因的mRNA水平显著上调（P<0.05）;STAT5a基因的mRNA水平显著下调（P<0.05）;（3）脂肪酸从头合成（ACACA、FASN）,糖酵解（PKM2）关键基因的mRNA水平显著上调（P<0.05）。综合以上试验结果表明:随着泌乳时间的延长,母猪泌乳期乳糖合成相关基因和蛋白（特别是GLUT1、LALBA以及B4GALT1）的表达水平显著上调,母猪泌乳期乳腺中乳糖合成能力逐渐增强。外源性添加葡萄糖和果糖能够通过促进乳糖合成相关基因和蛋白表达的上调,影响母猪乳腺上皮细胞乳糖合成能力,但不同单糖对糖代谢途径以及上游转录调控基因的影响不同。
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