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奶牛乳腺泌乳时期最主要的生理活动是乳生成和乳分泌,其受各种基因调控和各种因素影响。为发现不同泌乳性状的奶牛乳腺差异表达基因,揭示调控乳生成和乳品质的相关分子过程和生理活动,本研究采用数字基因表达谱(digital gene expression profiling, DGE)技术对不同乳品质和不同乳腺发育时期的荷斯坦奶牛乳腺基因进行检测,构建不同状态下乳腺的基因表达谱,使用荧光定量RT-PCR检验DGE的准确性,并对差异表达基因进行(Gene Ontology) GO注释。从基因差异表达谱中筛选出基因GRK2,利用基因过表达和siRNA干扰技术,改变GRK2在乳腺上皮细胞中的表达水平,通过Western blotting技术检测GRK2过表达和基因沉默后,乳腺上皮细胞中相关泌乳调控基因的蛋白表达量变化,推断GRK2对奶牛乳腺上皮细胞泌乳功能的影响。DGE检测构建了高乳品质泌乳期奶牛(H组)、低乳品质泌乳期奶牛(L组)和干乳期奶牛(P组)乳腺基因表达谱,筛选出不同泌乳性状和不同生理状态下奶牛乳腺的差异表达基因。荧光定量RT-PCR检测了从DGE结果筛选出的22个差异表达的重要泌乳调控关键基因,并与DGE相比较,结果证明DGE准确性和可信度很高。基因表达谱分析结果表明,高乳品质泌乳期奶牛相对于低乳品质泌乳期奶牛乳腺组织共有205个差异表达基因,其中139个高表达基因,66个低表达基因；而高乳品质泌乳期奶牛与干乳期奶牛乳腺组织基因相比,有741个差异表达基因,214个高表达,527个低表达；低乳品质泌乳期奶牛与干乳期奶牛乳腺基因相比之下,上调基因294个,而下调基因达749个。根据结果统计,H组奶牛相对于L组和P组奶牛乳腺组织都差异表达的基因有49个,P组奶牛相对于H组和L组奶牛乳腺组织都差异表达的基因有446个,L组奶牛相对于H组和P组奶牛乳腺组织差异表达的基因117个。GO分析结果显示,高乳品质泌乳期奶牛乳腺的相关差异表达基因,很大程度上与其所处的生理状态有关,其乳蛋白生成、乳糖乳脂代谢、氨基酸转运等功能基因数目相对较多。而干乳期奶牛乳腺差异表达基因主要集中于细胞增殖、新陈代谢等功能,可能该状态下的乳腺在为泌乳期做好充分泌乳准备。GRK2基因过表达和基因沉默结果表明,GRK2可抑制p-酪蛋白、STAT5、mTOR、p-mTOR、 AKT1、 p-AKT1、S6K1、p-S6K1、 ELF5基因的表达,提高MAPK1、 p-MAPK1、 Cyclin D1基因的表达。说明GRK2基因对乳蛋白合成具有显著抑制作用,降低泌乳水平,但GRK2同时可明显增加乳腺上皮细胞增殖,促进奶牛乳腺发育。本研究成功构建不同乳品质和不同乳腺发育时期的奶牛乳腺基因表达谱,筛选出若干差异表达基因,从中发现新的功能基因GRK2,并证明GRK2对泌乳具有抑制作用,同时可促进乳腺发育。