在胚胎的体外培养过程中会有氧自由基(reactive oxygen species,ROS)的产生,正常情况下胞内产生和清除ROS的量会维持平衡状态,然而这种状态一旦遭到破坏就会使胞内积累过多的ROS,过量的ROS会损伤细胞,影响胚胎的发育能力。抗氧化剂谷胱甘肽(glutathione,GSH)能清除ROS,由ROS带来的氧化应激不能损伤到胚胎,最终对胚胎的体外发育和胚胎质量都能有所提高。然而,外源GSH如何进入体外培养的胚胎内,并有效清除ROS的机制并不清楚,因此本文采用胚胎工程、细胞生物学、分子生物学和转录组学方法揭示外源GSH的转运及其对胞内ROS的作用机制,及GSH处理对胚胎转录组水平的影响,为胚胎体外生产效率的提高提供理论基础。牛体外受精胚胎培养液中添加3毫摩尔每升(mmol/L,mM)GSH后继续培养到7天,分别统计各阶段的胚胎发育率及囊胚总细胞数;同时,测定受精后8h、18h、24h和32h胚胎内的ROS和GSH含量。采用酶联免疫测定受精后8h、18h、24h和32h胚胎中GSH运输和再合成相关酶(GGT、GGT、5-OPase、GCLC、GCLM和GSS)的活性,及其在基因的mRNA表达水平。结果,GSH添加后,卵裂率及囊胚率明显提高;细胞内ROS含量降低,GSH升高。此外,添加GSH后发现在受精32h时,GGT的mRNA表达量上升,GCLC和GSS的mRNA表达水平下降;在受精后18h时,GGCT的mRNA表达量下降,5-OPase和GCLM的表达量上升。与GSH转运和再合成相关的4种酶的活性也发生了相应的改变。其中,在受精后18h,γ-GCS的活性显著增高(P<0.05),GGCT活性则显著降低(P<0.05);在受精后32h,GGT的活性显著升高(P<0.05),GSS的活性显著降低(P<0.05)。说明添加GSH能显著提高体外胚胎发育能力。采用Illumina平台对8-16细胞期和桑椹期的牛体外受精胚胎,进行测序;筛选出差异基因进行功能注释和代谢途径分析;采用定量PCR对十个基因的表达水平进行检测,以验证测序结果的准确性;在获得的新转录本中挑选3组进行RNA和蛋白结构的预测。在对OOSP1,THAP9等10个基因的定量检测、测序结果的质量评价(碱基错误率、Q20、Q30、GC含量)、reads与牛基因组的比对及其在基因组的分布统计分析,均说明该测序结果准确、可靠。与已知的转录本相比,4个新转录本中均发现不同长度的新外显子;预测的蛋白结构中除包含各自的保守结构域(丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的催化结构域、MAD同源结构域)外,还发现2个新的蛋白结构域(低复杂区、dwarfins蛋白家族B结构域)。在培养液中添加GSH能导致胚胎转录谱的变化,显著提高胚胎的体外发育能力。