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毛囊作为皮肤重要的附属物,其组织结构和特性对动物被毛的品质起着决定性作用。近年来多项研究指出,BMP家族基因能够调控毛囊的生长发育以及分化,在毛囊生长发育的不同时期中都具有重要作用。本研究以敖汉细毛羊羊毛和皮肤为研究材料,通过测定羊毛物理性状、毛囊密度,采用实时荧光定量 PCR及免疫组织化学等技术,研究比较骨形态发生蛋白家族中BMP7和BMPRⅠB两个基因在细毛羊皮肤不同部位表达强度的差异;分析 mRNA表达量与羊毛性状和毛囊密度的相关关系;以及检测其蛋白在细毛羊皮肤毛囊中的表达位置,探究BMP7和BMPRⅠB基因在细毛羊皮肤中的表达水平和分布及其与羊毛性状的关系,为揭示影响细毛羊羊毛生长发育分子调控机理提供理论依据。 研究结果如下: 1.羊毛性状和毛囊密度测定。毛纤维细度、长度和单纤维强力是评定羊毛品质的重要指标。选择饲养管理条件一致的健康周岁敖汉细毛羊母羊39只,对其肩部羊毛进行毛纤维细度、长度和单纤维强力的测定,对其肩部皮肤组织,进行毛囊密度的测定,继而对其进行双变量双侧相关性分析。结果得出:羊毛纤维细度均值为19.25±1.86μm,羊毛长度均值为5.87±0.93 cm(此为剪毛后3个月生长出的羊毛长度),单纤维强力均值为5.16±0.53 cN,毛囊密度均值为106.38±14.29根/mm2。羊毛长度与羊毛纤维细度呈显著正相关(P<0.05),相关系数为0.348,说明羊毛长度与细度有密切关联。 2.基因芯片筛选差异表达基因。选择上述3只周岁敖汉细毛羊,采集其肩部(多毛区)与腹股沟部(少毛区)皮肤组织为试验材料,用于芯片杂交,以筛选出在肩部和腹股沟部的差异表达基因。结果得出:共筛选出的差异表达基因14,832个,属于骨形态发生蛋白家族的基因共有5个,但只有BMP7和BMPRⅠB基因在肩部和腹股沟部的表达差异在2倍以上(P<0.05),进而初步推测BMP7和BMPRⅠB基因可能影响羊毛的生长发育。 3.采用实时荧光定量PCR测定BMP7和BMPRⅠB基因在细毛羊肩部的表达强度,并与羊毛性状和毛囊密度进行关联性分析。结果得出:BMP7基因mRNA表达强度与羊毛长度呈显著负相关(P<0.05),相关系数为-0.356,与毛囊密度呈显著负相关(P<0.05),相关系数为-0.353,而与毛纤维细度和单纤维强力没有显著性相关关系;BMPRⅠB基因mRNA表达强度与羊毛纤维细度呈显著正相关(P<0.05),相关系数为0.382,而与羊毛长度、单纤维强力和毛囊密度没有显著相关性。 4.采用免疫组化方法定位BMP7和BMPRⅠB蛋白在皮肤毛囊中的表达位置,结果得出:BMP7蛋白主要表达于表皮上皮细胞、皮脂腺细胞和外根鞘细胞,在毛干细胞中也有少量表达;BMPRⅠB蛋白主要表达于表皮上皮细胞和内根鞘细胞中。 综上可知,毛纤维细度与羊毛长度有密切关联,BMP7和BMPRⅠB基因参与调节细毛羊羊毛的生长发育,推测在毛干中表达的BMP7基因可能对羊毛长度的增长和毛囊密度的增加起抑制作用,在内根鞘中表达的BMPRⅠB基因可能促进羊毛纤维细度的增加。