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哺乳动物卵母细胞的玻璃化冷冻保存技术,为家畜胚胎生物技术提供了卵子库,有利于濒危动物和珍稀野生动物遗传资源的长期保存,是维持物种多样性乃至人类生殖力保存的重要途径,具有重要的理论意义和应用价值。至今,玻璃化冷冻技术已成功用于多种哺乳动物的卵母细胞的冷冻保存。与此同时,玻璃化冷冻会对卵母细胞产生的细胞学损伤及表观遗传的影响,成为制约其应用潜力的关键瓶颈。本研究采用单细胞全基因组甲基化测序技术对牛GV期卵母细胞及其MII期卵母细胞的全基因组甲基化水平进行分析,并对差异甲基化(DMR)、印记基因及DMR相关基因的GO注释和KEGG功能富集进行初步探索,主要研究结果如下:1、对新鲜、玻璃化冷冻牛GV期卵母细胞进行全基因组甲基化测序及分析,结果发现玻璃化冷冻不会对牛GV卵母细胞的全基因组甲基化水平造成显著影响。本试验筛选出的DMR区域共有140个,新鲜GV卵母细胞甲基化水平高于冷冻GV卵母细胞甲基化水平的DMR区域有76个,低于冷冻GV卵母细胞甲基化水平的DMR区域有64个,DMRs相关基因主要参与卵母细胞成熟(TSC2)、细胞骨架(NUDC)、细胞活力(MAFK)等。玻璃化冷冻显著增加了牛GV卵母细胞印记基因胰岛素生长因子2受体(IGF2R)的甲基化水平。基于GO注释分析发现,DMRs相关基因主要参与细胞发育、细胞骨架组织、细胞连接、蛋白质结合,ATP结合等条目中。基于KEGG富集分析发现,DMRs相关基因主要富集在PI3K-Akt、GnRH、卵母细胞减数分裂等通路中。其中,在卵母细胞减数分裂通路中,ADCY1、APC1显著上调会影响卵母细胞减数分裂和细胞发育过程。2、对新鲜、玻璃化冷冻的牛GV卵母细胞体外成熟(IVM)后的MII卵母细胞进行全基因组甲基化测序及分析,结果发现新鲜MII卵母细胞的全基因组甲基化水平高于玻璃化冷冻GV卵母细胞得到的MII卵母细胞。本试验筛选出的DMR区域共有1308个,新鲜MII卵母细胞甲基化水平高于玻璃化冷冻得到的MII卵母细胞甲基化水平的DMR区域有847个,低于玻璃化冷冻得到的MII卵母细胞甲基化水平的DMR区域有461个。在DMRs中筛选出VWF、PDGFRL、COL8A1等重要的差异甲基化基因。玻璃化冷冻显著降低了牛MII卵母细胞印记基因SNRPN的甲基化水平,DGAT1的甲基化水平无变化。基于GO注释分析发现,DMRs相关基因主要参与细胞骨架组织、胚胎发育、细胞质、纺锤体、蛋白质结合等条目中。基于KEGG富集分析发现,DMRs相关基因主要富集在MAPK、PI3K-Akt、Wnt、细胞凋亡和Notch等通路中。其中,在Notch信号通路中,基因(RBPSUH、MAML、EP300、ADAM17、NCSTN)上调和基因(HDAC12、NOTCH1、FNG、DLL、JAGGED)下调会影响卵母细胞成熟过程和生长发育,从而影响胚胎发育。综上所述,我们的结果表明,玻璃化冷冻牛GV期卵母细胞显著改变了其IVM过程中的全基因组甲基化水平。