OPN和GPx6与公猪繁殖性能的相关性分析及对精子受精力的影响

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wujun33
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公猪的繁殖性能是养殖业的重中之重,精液品质的好坏是衡量繁殖性能的重要指标之一。研究发现精液中某些蛋白与繁殖性能和精子质量相关联,可以作为高低繁殖力公猪选育的生物标签,用于生产。通过分子标记辅助选择发现,骨桥蛋白(Osteopontin,OPN)可以作为仔猪存活率的一个遗传标记,但对精子受精力的影响及发挥作用的机制尚不清楚;课题组前期对高低繁殖力公猪精液进行同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation,i TRAQ),本研究从中筛选出谷胱甘肽过氧化物酶6(Glutathione peroxidases 6,GPx6)并研究了其对精子受精力的影响。GPxs是抵抗氧化应激的重要保护剂,据报道,该蛋白家族的某些成员在保护精子免受氧化应激中起关键作用,但对作为GPx家族成员的GPx6知之甚少。本研究旨在探究猪精液中OPN和GPx6的蛋白含量与公猪繁殖性能的相关性和对精子受精力的影响。我们分析了公猪精液中OPN和GPx6的差异表达与繁殖性能的相关性,研究了它们在公猪繁殖器官和精子中的定位,并探讨了OPN和GPx6对公猪精子活力、体外获能、顶体反应和受精效率的影响。主要结果如下:1、相关性分析结果显示,OPN蛋白(大白公猪和长白公猪)与窝产活仔数显著正相关,GPx6蛋白(大白公猪)与胎产总仔数、窝产活仔数和繁殖力呈负相关;筛选高繁殖力种公猪的可行性验证分析结果发现,OPN可作为筛选高繁殖力公猪的潜在生物标签;GPx6不能作为大白公猪筛选高繁殖力的生物标签,但结果与本课题组前期i TRAQ结果一致,即GPx6在低繁殖力公猪的精清中相对高表达。2、通过慢病毒包装体系和中国仓鼠卵巢细胞亚株真核表达体系,获得了猪源OPN蛋白。用0.1μg/m L OPN蛋白与精子共孵育3 h后,发现OPN能显著提高获能后精子的活力;免疫荧光和蛋白质印迹显示OPN主要定位在精子的头部和颈部,获能后表达增多;精子中环腺苷酸(Cyclic adenosine monophosphate,c AMP)浓度检测结果表明OPN显著提高c AMP的浓度;在猪体外受精中,发现0.1μg/m L OPN可以显著提高胚胎卵裂率。3、通过实时荧光定量逆转录聚合酶链反应和免疫印迹分析,发现GPx6在公猪的附睾和精清中高表达;免疫组化和免疫荧光对GPx6在睾丸组织细胞和精子细胞中进行定位,发现GPx6在大多数的早期精原干细胞中表达,且主要定位在精子的颈部和尾部,获能后表达降低;将精子与anti-GPx6抗体共孵育3 h后,发现GPx6会显著降低精子活力;通过精子膜的豌豆凝集素染色检测发现GPx6可显著降低顶体反应率;酶联免疫吸附测定检测的结果表明GPx6蛋白显著降低了精子c AMP浓度;猪体外受精结果显示GPx6会降低胚胎卵裂率。4、将猪源OPN蛋白免疫小鼠,得到猪源OPN单抗,效价为1:64000;亚型鉴定显示单克隆抗体为Ig G1,轻链类型为Kappa;通过免疫印迹检测,发现其单抗的特异性比多抗好;在应用方面,OPN单抗可以精确检测猪繁殖器官、精子、卵母细胞和卵丘细胞中OPN蛋白的表达。综上所述,本研究发现OPN和GPx6均与公猪繁殖性能有关,对两个蛋白进行研究。对于OPN蛋白,成功的得到猪源OPN蛋白和单克隆抗体,发现OPN附着在精子膜上,影响精子活力和c AMP合成,从而影响胚胎分裂率;对于GPx6蛋白,发现其在附睾和精清中高表达,并附着于精子膜上阻止精子过早获能,影响c AMP合成,从而影响顶体反应的发生。本研究对OPN蛋白和GPx6蛋白在高繁品系猪的选育、稀释液的添加提高猪精子受精力和繁殖性能等方面展开了深入研究,并对其作用机制进行分析,为探索OPN和GPx6的功能机理提供了新的线索。
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