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水牛具有耐粗饲、抗逆性强和耐热等特性。我国水牛种质资源丰富,存栏量居世界第三。随着世界奶水牛产业的发展,本土水牛的乳用价值也得到了重视。但与地中海、摩拉和尼里-拉菲等国外品种相比,本土水牛的产奶量、乳脂率和乳蛋白率均偏低,严重制约了我国奶水牛产业的发展,因此,迫切需要提高本土水牛的产奶量和乳品质。实验室前期研究发现,角鲨烯环氧酶(Squalene epoxidase,SQLE)在不同泌乳期乳腺组织中均有较高表达,推测SQLE基因可能参与水牛泌乳的调控。为了验证该假设,本研究从体内和体外两个方面探究SQLE基因的泌乳调节功能和作用机制。体内研究主要是利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time-Of-Flight Mass Spectrometry,MALDI-TOF-MS)方法对地中海水牛SQLE的5个单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)进行分型,并用SAS 9.4将SNP位点与水牛6项泌乳性能进行关联分析,分析SQLE基因的多态性与水牛泌乳性能的关系,旨在筛选作为分子标记的优势基因和优势单倍型,为建立水牛分子标记辅助选择提供技术支持;体外研究主要应用RNA干扰和过表达技术验证SQLE基因的功能,并测定细胞培养液上清中甘油三酯(TG)、β和κ-酪蛋白浓度及脂滴形成等指标,进一步分析SQLE基因对泌乳的调控及其作用机制。结果如下:(1)SQLE基因某些多态位点与泌乳性能有关:g14238位点与乳蛋白率有关;g18858位点与高峰产奶量、270 d乳脂量及乳脂率有关;g22834位点与高峰产奶量、乳脂量、乳脂率、乳蛋白率有关,与270 d产奶量及乳脂量的相关性更显著。此外,发现一个包含g18858、g22146和g22834的单倍型模块,且与水牛乳脂量(率)有关。(2)SQLE基因与泌乳有关:SQLE基因在乳腺、淋巴、肝、下丘脑、胃、大肠、大脑、垂体、肺、脾、卵巢、子宫、输卵管、肾和心脏m RNA水平的表达量,发现SQLE在乳腺表达量最高。(3)SQLE基因促进水牛乳腺上皮细胞增殖并抑制细胞凋亡:在水牛乳腺上皮细胞(Bovine Mammary Gland Epithelial Cells,BMEC)中干扰SQLE会导致细胞周期阻滞在G1期,增殖能力下降,凋亡比例上升;而过表达SQLE后处于S期的细胞比例上升,增殖能力增强,凋亡比例下降。q RT-PCR结果显示干扰SQLE可引起4个生长相关基因(P21、PCNA、MYC和Bax)的表达量的变化,从而影响细胞的增殖和凋亡。(4)SQLE基因促进水牛乳腺上皮细胞甘油三酯和酪蛋白的分泌:干扰细胞的SQLE基因,细胞培养液上清中甘油三酯(TG)、β和κ-酪蛋白浓度显著降低(P<0.05),脂滴形成呈减少趋势;过表达SQLE后,上清中甘油三酯(TG)和κ-酪蛋白浓度显著升高(P<0.05),脂滴形成呈增加趋势。q RT-PCR结果发现干扰SQLE可引起4个乳脂和乳蛋白代谢通路相关基因(SREBP1、JAK2、e IF4E和RPS6KB1)的表达量变化,从而影响细胞甘油三酯和酪蛋白的合成。综上所述,角鲨烯环氧酶对水牛泌乳有调节作用。角鲨烯环氧酶对泌乳的调控机制包括既可通过促进乳腺上皮细胞增殖并抑制细胞凋亡,又可通过提高乳腺上皮细胞的乳蛋白和乳脂分泌功能促进泌乳。此外,SQLE基因序列中的3个多态位点与泌乳性状显著相关,可用于分子标记辅助选择技术的建立和转基因育种技术。