猪产仔数是影响猪肉产量的因素,而猪肉产量是国民经济的重要组成部分。影响猪产仔数的关键因素之一是妊娠早期胚胎的死亡率。妊娠早期胚胎与子宫腔上皮、腺上皮、基质及肌层等子宫组成的协同作用是胚胎成功附植的前提。猪的胎盘类型是上皮绒毛膜型,胚胎直接与母体子宫腔上皮接触粘附直至分娩,因此子宫腔上皮在胚胎附植定位过程中承担着交换胚胎附植相关信号及营养物质的作用。子宫腔在纵向上分为系膜侧和系膜对侧,猪胚胎在子宫腔系膜侧附植定位是胚胎成功附植的前提,系膜侧和系膜对侧子宫腔上皮细胞中的基因表达可能具有不同的模式,共同参与胚胎附植的调控。因此,本研究采集了大白猪发情12和15天以及猪胚胎附植期（妊娠12（胚胎附植前）和15天（胚胎附植期））的子宫样品,首先建立了猪胚胎附植期母胎界面组织学特征检测方法,检测到与猪胚胎附植相关的新的组织学水平表型;其次结合激光捕获显微切割技术及RNA-Seq技术获得了猪子宫腔上皮细胞-胚胎时空转录组以及子宫腔上皮细胞ATAC-Seq数据;最后鉴定了与猪胚胎附植定位相关的重要基因及调控网络。主要结果如下:1猪胚胎附植期子宫腔内胚胎空间分布特征胚胎附植定位的空间特征的特征是探究胚胎粘附到子宫腔上皮分子机制的基础,本研究建立了可观测猪胚胎在子宫腔中原位空间特征的组织学检测方法,检测到3个猪胚胎附植期的母胎界面组织学特征:（1）子宫腔存在开-闭合-开的动态变化现象;（2）子宫腔同一截面能同时存在多个孕体;（3）子宫腔内胚胎附植定位的位置可存在于系膜侧、系膜侧与系膜对侧之间及系膜对侧三个位置,可见子宫腔内胚胎附植定位的空间特征是多样且复杂的。同时利用小段子宫初步建立了子宫三维重构的技术流程,通过三维成像观察到胚胎附植定位的空间结构。这些特征的鉴定为进一步探究胚胎附植定位的机制提供了新的组织学水平表型。2猪发情周期及胚胎附植期子宫腔上皮细胞-胚胎时空转录组学分析为了探究猪子宫母胎界面胚胎附植定位的分子特征,本研究建立了基于激光捕获显微切割的组织原位单类细胞捕获技术,利用这个技术捕获了猪发情12天和15天冰冻子宫组织内子宫腔同一截面的系膜侧子宫腔上皮细胞-系膜侧对侧子宫腔上皮细胞,妊娠12天和15天冰冻子宫组织内子宫腔同一截面的系膜侧子宫腔上皮细胞-胚胎-系膜对侧子宫腔上皮细胞,进行了转录组测序,通过部位间（系膜侧和系膜对侧）、时期间（12天和15天）以及状态间（发情与妊娠）共计13个比较对测序结果分析得到如下新发现:（1）猪胚胎附植期的子宫腔系膜侧（胚胎附植侧）和系膜对侧腔上皮细胞中的基因表达存在显著差异。分别比较了发情12天和15天以及妊娠12天和15天子宫腔系膜侧和系膜对侧腔上皮细胞中差异表达的基因,发现妊娠期系膜侧和系膜对侧子宫腔上皮细胞间差异表达基因数（妊娠12天差异基因数为345个,妊娠15天差异基因数为596个）显著多于发情周期系膜侧和系膜对侧子宫腔上皮细胞差异表达基因数（发情12天差异表达基因为3个,发情15天没有得到差异表达基因）,而且可以看到妊娠15天系膜侧和和系膜对侧子宫腔上皮细胞中差异表达基因数多于妊娠12天系膜侧和系膜对侧子宫腔上皮细胞中差异表达基因数。妊娠12天和15天子宫腔系膜侧和系膜对侧腔上皮细胞中差异表达的基因介导的通路包括细胞外泌体、细胞粘附和整合素调控信号等通路,表明在胚胎附植信号的诱导下,子宫腔中胚胎附植侧和非附植侧的子宫腔上皮细胞间的基因表达的差异使得子宫腔形成了功能区域分化,引导胚胎向子宫腔系膜侧附植。（2）猪妊娠时期间胚胎和子宫腔上皮细胞中的基因表达存在显著差异。分别比较了胚胎、系膜侧和系膜对侧子宫腔上皮细胞时期之间差异表达的基因,发现妊娠期系膜侧时期之间和系膜对侧时期之间子宫腔上皮细胞差异表达基因（妊娠15天和12天系膜侧腔上皮细胞中差异表达基因数1699个,系膜对侧腔上皮细胞中差异表达基因为1607个）远多于发情周期系膜侧时期之间和系膜对侧时期之间子宫腔上皮细胞差异表达基因数（发情15天和12天系膜侧腔上皮细胞中差异表达基因数为53个,系膜对侧腔上皮细胞中差异表达基因数为93个）,妊娠15天和妊娠12天胚胎之间差异表达的基因数为989个。妊娠期子宫腔系膜侧和系膜对侧腔上皮细胞中时期间差异表达的基因介导的通路包括细胞外泌体、蛋白消化和吸收、代谢通路等通路,同时可以看到胚胎富集到的通路与系膜侧子宫腔上皮时期之间富集的通路部分相同,表明随着胚胎附植过程的进一步发展,子宫腔系膜侧（胚胎附植侧）和系膜对侧腔上皮细胞的功能差异愈加显著,并且系膜侧子宫腔上皮细胞与胚胎在通路上具有协同性。（3）猪发情与妊娠两个状态下的子宫腔上皮细胞中通路富集到了与胚胎附植紧密相关的钙离子通路。分别比较了发情与妊娠两个状态下子宫腔上皮细胞的转录组数据,分别得到了2007个（妊娠12天和发情12天系膜侧子宫腔上皮细胞比较）、1880个（妊娠12天和发情12天系膜对侧子宫腔上皮细胞比较）、1004个（妊娠15天和发情15天系膜侧子宫腔上皮细胞比较）和600个差异基因（妊娠15天和发情15天系膜对侧子宫腔上皮细胞比较）,对这些差异基因进行通路富集,发现这些差异基因主要富集在钙离子结合、细胞内钙离子响应、鳌合钙离子释放到细胞质正调控和细胞内钙离子稳态等通路,表明钙离子稳态在胚胎附植定位过程中起着相应的作用。3子宫腔上皮细胞中与猪胚胎附植相关基因及转录因子的鉴定（1）鉴定到影响猪胚胎附植定位的相关基因。在观测到猪的胚胎在子宫腔中有三种附植定位类型的基础上,依据与猪胚胎附植的标记基因SPP1表达模式的相关性检测SULT2A1、THY1及MEP1B是否影响猪胚胎附植定位。首先确定了SULT2A1、THY1和MEP1B在妊娠15天胚胎附植的系膜侧子宫腔上皮细胞和非附植的系膜对侧子宫腔上皮细胞中的差异表达模式;其次利用猪妊娠15天胚胎定位于系膜侧、系膜侧与系膜对侧之间、系膜对侧三类附植定位类型样品进行检测,发现无论胚胎在何处定位,SPP1都在紧邻胚胎的子宫腔上皮细胞中表达,而SULT2A1和THY1的表达位置与SPP1一致,但MEP1B则在无胚胎附植的子宫腔上皮细胞中表达。这个结果表明在附植区域SULT2A1和THY1的表达以及MEP1B的不表达有助于胚胎与子宫腔上皮的粘附,表明这3个基因与猪胚胎的附植定位紧密相关,子宫腔中不同空间表达的基因相同协作,促进胚胎附植。（2）鉴定到影响猪发情周期及胚胎附植期子宫腔上皮细胞中钙离子状态变换的基因。首先利用茜素红S染液检测了发情12天、发情15天、妊娠12天及妊娠15天子宫石蜡组织中钙离子的状态,发现发情周期钙离子主要为沉积状态,而妊娠期则以游离钙为主,随后为了鉴定影响钙离子状态改变的基因,从钙离子通路中筛选到了ANXA8和S100A9两个基因,利用发情周期和妊娠期子宫石蜡组织样品鉴定它们在子宫腔上皮上的表达模式,发现S100A9在妊娠期子宫腔上皮的表达强于发情周期的表达,ANXA8则只在妊娠15天的子宫腔上皮上表达。（3）筛选到猪胚胎附植期子宫腔上皮细胞中表达的重要转录因子。为了鉴定与胚胎附植定位相关的转录因子,本研究基于激光捕获显微切割技术获取了妊娠12天和妊娠15天系膜侧子宫腔上皮细胞并进行了ATAC-seq实验和数据分析,分别在妊娠12天和妊娠15天分别检测到了789个和488个染色质可及区域,通过这些区域分别预测到了76个和90个转录因子,例如CEBPβ、FOXA1、IRF1等,这些转录因子可能参与到胚胎附植定位的调控当中。4猪胚胎附植期子宫腔上皮细胞-胚胎互作通路分析为了探究母胎界面子宫腔上皮细胞与胚胎的潜在互作关系,本研究主要利用胚胎附植定位时期妊娠15天“系膜侧子宫腔上皮细胞-胚胎-系膜对侧子宫腔上皮细胞”三组转录组数据构建了母胎界面单类细胞水平的子宫腔上皮-胚胎互作本地数据库,通过这个本地数据库可以初步挖掘已经鉴定的与胚胎附植定位相关基因的母胎互作关系,例如SPP1与HOMER2、SULT1E1、EGR1等基因存在潜在的显著相关的母胎互作关系,SULT2A1与ZBP1、CLDN23、TSPAN16等基因存在潜在的显著相关的母胎互作关系,THY1与NFKBIE、SLC7A2、TMEM158等基因存在潜在的显著相关的母胎互作关系,MEP1B与LYPD3、CXCL14、SCNN1D等基因存在潜在的显著相关的母胎互作关系。这个母胎互作关系本地数据库的建立为进一步探究母胎界面子宫腔上皮细胞-胚胎之间潜在的互作关系提供了参考。