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产仔数是衡量母猪繁殖力的重要指标,中国高产猪种比外来猪种平均每头的产仔数要高3-5头,早期附植阶段的胚胎丢失是影响产仔数的关键因素,因此明确早期胚胎附植的机理、筛选影响胚胎附植的关键基因对提高产仔数有重要的作用。本研究以高繁殖力纯种梅山猪和大白猪的初产母猪为研究对象,选取妊娠9天、12天、15天和空怀12天外周血液和子宫组织为实验材料,通过生理生化指标、组织形态学观察和组学测序方法,分析早期胚胎附植阶段的组织形态和分子水平的变化,筛选可能影响胚胎附植的关键信号通路和调控基因,并进行基因的功能验证。主要实验结果如下:1)我们用电化学发光法检测了附植早期外周血液中雌激素和孕激素的变化情况,发现雌激素在妊娠12天水平最高,之后呈降低趋势。另外,HE染色法观察了猪早期附植阶段的子宫组织的形态学变化,发现随着妊娠时间的延长,子宫内膜褶皱变少,内膜壁变平滑。2)转录组测序的方法获得了大白猪子宫内膜编码和非编码基因的表达谱,得到了2805个lncRNA和28055个circRNA,进行了lncRNA和mRNA的结构和表达量的对比分析,发现lncRNA要比mRNA短,外显子数目少,序列保守性和表达量也比mRNA的低。妊娠3个时期两两对比,筛选得到差异的mRNA 2075个,lncRNA301个,circRNA 1个;差异mRNA显著富集的GO term与免疫应答和胞外介质功能有关;差异的lncRNA富集分析表明,富集的差异基因数目最多的GO term主要是与子宫内膜的重塑有关;差异的circRNA富集的生物学功能主要是参与粘附、钙离子通道活性和免疫调控等。这些显著富集的生物学功能都参与胚胎附植的重要的生物学过程;筛选得到的可能起关键调控作用的通路是“PI3K-Akt signaling”、“Jak-STAT signaling”和“MAPK signaling”;可能参与胚胎附植的关键候选基因是NMB、COL5A3、S100A8、PPP1R3D、TCONS0172938和TCONS01325501。同时,我们也进行了ceRNA的分析,构建了lncRNA/circRNA-miRNA-mRNA调控网络,得到可能起关键调控作用的ceRNA和mRNA(PSD3、CALN1、LAMC2和LOC100037967)。3)梅山猪转录组分析得到差异mRNA 5541个,lncRNA 739个,梅山猪获得的差异基因的数目比大白猪多,推测梅山猪早期胚胎附植的分子机制更复杂。两两对比组功能分析表明差异的mRNA参与的生物学过程是大多是与细胞蛋白的修饰、免疫调控和粘附等生物学过程有关;共有的显著富集的通路是“ECM-receptor interaction”;得到可能影响胚胎附植的关键mRNA(S100A9、ANXA8、MUC16和FGL2)和lncRNA(TCONS11206566和TCONS09904861),并且在妊娠12天开始参与免疫调控的基因的变化较大。4)为了筛选品种间利于胚胎着床的相关基因,我们进行了高产猪种梅山猪和大白猪的对比分析,筛选得到差异mRNA 6269个,lncRNA 739个,梅山猪和大白猪同妊娠天数对比分析发现,梅山猪上调表达的差异mRNA大多富集到与粘附过程相关的GO term上(例如:“protein process”和“nucleic acid binding”);对差异lncRNA预测的靶基因进行功能富集分析,结果表明上调表达的差异lncRNA富集的功能大多与DNA复制和细胞因子受体结合相关,推测梅山猪中上调表达的基因更有利于胚胎的附植,并且筛选得到了在梅山猪妊娠12天特异高表达的基因ZNF106和SST。5)对筛选得到的在妊娠12天特异高表达的lncRNA TCONS01325501进行分子功能验证。表达谱检测发现在妊娠12天的子宫内膜组织是特异高表达的,推测该lncRNA对早期胚胎的附植有重要的作用,预测其靶基因为调控胚胎着床的关键调控因子FGF7并进行了靶基因的验证。利用流式细胞术和MTT方法检测了该lncRNA对子宫内膜细胞周期和增殖的影响,发现TCONS01325501能够促进细胞的增殖。在早期胚胎附植阶段,细胞增殖是重要的生物学过程,进一步验证了该lncRNA对胚胎附植的作用。6)在梅山猪和大白猪中都筛选得到一个在妊娠12天高表达的基因FGL2,并且在梅山猪中的表达量高于大白猪,定量和免疫组化试验都检测了其在妊娠12天的表达量比其它时期的高;原位杂交和免疫荧光定位了其在细胞的表达,发现FGL2主要在细胞核中表达,细胞质中也有少量表达;检测了对胚胎着床关键调控基因的表达,结果表明FGL2可以调控LIF的表达;并验证了对子宫内膜细胞周期的影响,结果显示FGL2可以促进细胞的增殖;最后进行了小鼠活体实验,进一步证实了FGL2可以促进胚胎的着床。