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本文研究了牛体细胞核移植线粒体单倍型作用机制。
体细胞核移植（Somatic Cell Nuclear Transfer,SCNT）技术为转基因动物的生产提供了一条有效途径，具有独特的优势,然而效率低下是限制该技术的瓶颈。克隆胚胎的发育明显依赖于供体核和受体卵母细胞的相互作用。由于卵母细胞在植入前发育中的重要作用，受体卵母细胞日益成为核移植技术中的研究热点。线粒体是细胞质中含量最多的细胞器并行使多种生物学功能。线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)是核外存在的遗传物质并受控于核基因，这使mtDNA 成为研究核质互作的良好材料。由于线粒体DNA 的高突变率和多态性，形成多种不同的单倍型类别。大量研究资料证明，不同母本来源的线粒体可明显影响胚胎发育的效率。
本课题通过聚合酶链反应(PCR)将实验动物外周血全长mtDNA 分为六段进行扩增，随后对扩增产物用合适的限制性内切酶( AvaⅡ、BamHⅠ、BglⅡ、HpaⅠ、NlaⅢ、PstⅠ)消化绘制限制性酶切图谱，并以此为依据对实验动物划分为A、B、C、D 四种线粒体单倍型。四种单倍型在群体中的频率分别为29.4％、13.5％、51.8％和3.6％。
选取A 型和C 型实验动物，通过活体取卵技术(Ovum Pick-Up,OPU)获得卵母细胞，体外成熟后用于核移植。结果显示，A 型卵母细胞与C 型卵母细胞相比，核移植后融合率(64.6％和53.6％)和囊胚发育率(39.4％和26.3％)明显高于后者，证明不同类型卵母细胞对核移植效率有明显的影响。随后选取A型和C 型实验动物卵丘细胞进行原代培养作为供核细胞，分别于A 型和C 型卵母细胞组合进行核移植操作。结果显示，供核细胞与卵母细胞均为A 型时克隆胚胎的囊胚发育率最高(25.9％),明显高于其它组合方式(分别为15.9％、7.0％和17.2％),提示当供核细胞和卵母细胞同为A 型时最有利于克隆胚胎的发育。
分别检测了A型和C型卵母细胞在体外成熟前后(生发泡期，GV期；减数分裂Ⅱ期，MⅡ期)线粒体拷贝数和ATP含量。结果显示，线粒体拷贝数在处于同一时期的A型和C型卵母细胞中差异明显(GV期：5.03±0.69/A型卵母细胞,4.81±0.86/C型卵母细胞,P<0.05；MⅡ期：5.31±0.71/A型卵母细胞，5.13±0.63/C型卵母细胞,P<0.05)。同样，不同类型卵母细胞体外成熟前ATP含量存在明显差异(A型卵母细胞：1.67±0.09pmol/卵C型卵母细胞：1.27±0.10pmol/卵，P<0.01),而在体外成熟后两者ATP含量均有明显升高且不同类型间差异明显(A型卵母细胞：5.18±0.07 pmol/卵C型卵母细胞：2.68±0.03 pmol/卵， P<0.05 )。在检测由线粒体编码(COXⅠ、COXⅢ)和核基因编码(COXⅣ、COXⅤa) 的能量相关基因表达水平时，我们发现不同类型卵母细胞间各基因的表达水平并不一致，其中A型卵母细胞COXⅠ(3.3±2.0×103/卵vs. 0.68±0.45×103/卵)、COXⅢ（24.9±10.5×103/卵vs. 9.4±3.3×103/卵）和COXⅣ（5.0±1.0×103/卵vs. 3.0±1.5×103/卵）的表达水平明显高于C型卵母细胞，而COXⅤa（5.8±3.5×103/卵vs. 5.9±1.0×103/卵）在两者间并无明显差异。
本课题将核移植技术与活体取卵技术相结合，将分子生物学技术与胚胎工程技术相结合，试图为提高克隆牛的效率以及乳腺生物反应器的研制探索一条有效的途径，具有重要的理论意义和应用价值。