早熟性是牛品种评价和利用的一个十分重要的特性,涉及到牛的性成熟和经济性状成熟,已被作为青春期年龄、体重、生产性能等经济性状的重要考评指标。在牛育种中,早熟性常被用来选择亲本和评价育种方案的重要依据。牛青春期启动过程像其品种资源一样复杂多变,其青春期启动的基因调控复杂,遗传基础不明,一直是肉牛遗传育种领域需要破解的难题。近年来研究发现GPR54基因是调控青春期启动的关键候选基因。目前我们对肉牛GPR54基因的表达调节机制及基因的功能并不清楚,对GPR54基因变异对早熟性的作用及其机制也知之甚少。研究GPR54基因在初情期不同的牛种群中的变异、表达差异、转录调控机制以及对牛早熟性的影响,对探明肉牛早熟性的分子机制和牛品种培育的遗传操控具有重要的科学价值。本文通过对安徽省6个黄牛品种（皖南黄牛WN、大别山牛BS、皖北牛WB、皖东牛WD、西门塔尔牛ST和荷斯坦牛HT）、1个水牛品种（江淮水牛JH）和1个牛杂交育种群体（皖北牛×西门塔尔牛WS）进行GPR54基因5’近端调控区（PRR）多态性检测,分析PRR多态性的分布规律,测定和分析牛初情期与PRR多态性之间的关联性;使用JASPAR CORE和PROTTER技术预测PRR多态性的作用机制,并用报告基因技术研究GPR54基因表达水平、PRR多态性和转录因子之间的关系;运用RNAseq技术在全基因组水平研究PRR多态性对关联基因转录水平和信号通路的影响;应用全球开放数据库信息,在全基因组水平上进行GPR54互作网络分析和相关基因与早熟性的关联性研究。完成的主要研究工作和成果总结如下:1)GPR54基因多态性与牛早熟性之间的关联性密切。在8个牛群体中进行GPR54基因多态性检测,发现不同初情期牛GPR54基因5’近端调控区存在-794A/C、663T/C和601C/T三个多态位点,联合形成ATC、CCT和CTC单倍型,单倍型与牛初情期日龄和GPR54 m RNA的相对丰度显著相关（P<0.01）,其中WB、WN和BS以ATC为优势单倍型,WD、ST、HT和WS以CCT为优势单倍型,而JH以CTC为优势单倍型。2)预测结果表明,GPR54基因通过改变蛋白质结构和m RNA转录水平影响牛早熟性。与黄牛相比,水牛GPR54的N-末端氨基酸替换导致第二配体结合位点拉近N-末端和第三细胞外环之间的距离（由0.10?拉近到0?）,这种结构变化改变了信号传递和放大水平;另一方面,GPR54基因通过启动子多态性选择性地结合转录因子,导致GPR54转录水平的变化,影响牛的早熟性。3)通过报告基因技术研究结果显示,PRR启动子多态性影响转录因子的活性,导致不同启动子牛的GPR54表达存在差异。CCT的启动子效率最高,CTC次之,ATC较低。GPR54基因启动子存在多态性,有选择地招募特异转录因子参与启动和调节GPR54m RNA的表达水平,形成牛早熟性差异的启动子多态性调控机制。4)转录组研究显示,不同初情期牛的差异表达基因主要分布在免疫系统（6 vs 11）、感染性疾病（14 vs 15）、遗传信息处理（7 vs7）、以及环境信息处理（10 vs 23）4个路径处理上。比较不同基因型牛信号通路显示,CCCCTT型牛通过上调Ca M、BCR和Tp12/Cot基因转录水平,影响促性腺激素基因表达和分泌作用;AATTCC型牛通过下调Ca M、PLD、MKP、RGS2和MMP9基因减弱促性腺激素基因表达和分泌作用。CCCCTT型牛上调Ferritin,AATTCC牛下调Ca BP9K和DMT1,在胚胎成功植入方面存在差异。5)利用公开数据库和STRING分析GPR54互作网络,解析GPR54的蛋白伴侣及在WD和BS中的表达水平。结果显示,GPR54与Gn RH信号通路等多个信号通路上的蛋白互作,并与UTS2R以及FOXB1和NEUROG2等多个转录因子共表达;TAC3、POMC以及转录因子FOXB1、NEUROG2、ZFPM1和ZSCAN25表达水平与牛GPR54基因不同启动子基因型有关。