子宫内膜炎是一种重要产科疾病,严重影响着奶牛业经济效益。生殖道微生物群落对奶牛子宫内膜炎的发生起关键作用,研究其作用机制不仅为开发防治奶牛子宫内膜炎的微生态制剂提供参考,而且也能为阐明该病的发病机理奠定基础。本研究利用PCR-DGGE和荧光定量PCR等技术比较研究了产后不同阶段健康和子宫内膜炎奶牛子宫菌群结构的演替规律,利用RNA-seq技术分析了LPS(细菌脂多糖)对奶牛子宫内膜细胞全基因组表达谱的影响,以期解析奶牛子宫内膜炎相关微生态菌群及其与宿主的相互作用机制。采集健康和子宫内膜炎奶牛产后7d、14d、25d、36d和46d子宫分泌物样品。首先利用PCR-DGGE技术比较研究产后不同阶段健康和子宫内膜炎奶牛子宫细菌多样性。结果表明,健康和子宫内膜炎奶牛产后子宫内细菌多样性均呈现先升高后降低的演替规律。产后7d,羊创伤球菌、坏死梭杆菌和微小单胞菌仅存在于患病组,而解脲支原体、甲烷炎菌属和产气荚膜梭菌在两组奶牛中均存在。产后第14d,解脲支原体和羊创伤球菌仅存在于健康组,而卟啉单胞菌、解肝素拟杆菌、甲烷炎菌属和大肠杆菌在健康组和患病组均存在。产后25d,患病组细菌多样性高于健康组,卟啉单胞菌、门多萨假单胞菌和甲烷炎菌属在两组均存在。产后36d,患病组细菌多样性显著高于健康组,卟啉单胞菌、埃希氏菌、放线杆菌、甲烷炎菌属和坏死梭杆菌等仅存在于患病组。产后46d,健康和患病组子宫内细菌多样性显著降低,且两组间差异不显著。基于PCR-DGGE结果,筛选出6种特异性的菌属,应用荧光定量PCR检测其在健康和患病组产后不同阶段数量变化规律。结果显示:各菌属数量随产后不同阶段呈现动态变化,且产后46d各菌数量在健康组和患病组趋于一致。解脲支原体在6种菌属中数量最高,随时间呈下降趋势,且患病组均高于健康组。坏死梭杆菌数量在健康和患病奶牛产后均呈现先增加后减少的变化规律,且产后7d到36d期间,患病组坏死梭杆菌数量均高于健康组。产后不同阶段门多萨假单胞菌和甲烷炎菌的数量在健康和子宫内膜炎奶牛间均差异不显著。产后25d,患病组卟啉单胞菌数量显著高于健康组。羊创伤球菌数量呈现先升高后降低的变化,且仅在产后14d和25d患病组数量显著高于健康组。结合PCR-DGGE结果,坏死梭杆菌和卟啉单胞菌可能是奶牛子宫内膜炎的主要致病菌。RNA-seq结果表明,LPS处理奶牛子宫内膜炎细胞24h后,有108个差异基因。GO分类统计及富集分析结果显示,GO分类统计中差异基因注释到生物过程的GO term共24个,注释到细胞组分的GO term共15个,注释到分子功能的GO term共10个。GO富集分析中差异基因富集到生物过程的GO term共68个,富集到细胞组分的GO term共4个,富集到分子功能的GO term共8个。KEGG通路富集分析结果显示,共富集102个信号通路,其中20个信号通路显著富集,其中与炎症相关的差异富集通路包括TNF、NOD-like receptor和NF-kappa B等,从高通量结果中选择4个关键基因,利用实时荧光定量PCR验证其表达量,验证结果证明了高通量测序技术的可靠性。本研究不仅利用分子生物学技术研究了产后不同阶段健康和子宫内膜炎奶牛子宫菌群结构的变化规律,明确了二者间的差异,而且利用RNA-seq等技术获得了LPS处理奶牛子宫内膜细胞的全基因组表达谱,研究结果不仅为揭示奶牛子宫内膜炎发病机制奠定基础,而且也为开发新型治疗药物提供了参考。