动物种质资源冷冻保存研究和展望

动物种质资源冷冻保存是动物种质资源保护的重要组成部分,在防止动物种质资源的濒危、灭绝、丢失以及增加活体保种的遗传多样性、防止群体近交衰退等方面具有重要作用。论文介绍了我国动物种质资源的特点以及相关动物种质资源保护理论,在此基础上详细综述了国内外精子冷冻、卵母细胞冷冻、胚胎冷冻以及体细胞冷冻技术的发展和研究进展,结合动物种质资源保护应用中的实际,提出了未来冷冻保存在动物种质资源保护利用中需要解决的科学问题和技术问题。论文对于我国目前开展的动物种质资源保护和研究具有重要的参考价值。

非模式生物转录组研究

转录组代表细胞或组织内全部的RNA转录本(RNA transcripts),反映不同生命阶段、不同组织类型、不同生理状态以及不同环境条件下表达的基因。转录组研究可以从整体水平上反映细胞中基因表达情况及其调控规律。非模式生物(Non-model organism)具有许多模式生物不具备的特征,其转录组研究对解决基因进化、遗传育种以及生态等诸多方面的问题具有重要意义。但由于非模式生物缺乏参考基因组信息,传统的转录组研究方法操作复杂,实验周期长,花费大,使得其转录组研究进展缓慢。新一代高通量RNA测序技术(RNA-seq)完全改变了转录组学的研究模式,迅速成为研究非模式生物转录组的先进技术。文章详细论述了近年来利用RNA-seq技术进行非模式生物转录组研究的进展情况,从样品准备、高通量DNA测序以及生物信息学分析等方面介绍了利用RNA-seq技术研究非模式生物转录组的一般流程及方法,并对其中有待进一步研究的问题进行了展望。

性别控制技术在家畜生产中的应用研究进展

哺乳动物性别控制技术是指通过人为手段对哺乳动物的正常生殖过程进行干预,使得雌性动物生产出符合人们期望性别后代的生物技术。随着现代畜牧业的快速高质量发展,高效精确的性别控制技术已成为提高家畜生产经济效益的重要研究方向。文章对家畜性别控制理论研究进展及性别控制主要方法,如X、Y精子分离(流式细胞仪分离法、免疫学分离法)、胚胎性别鉴定、调节母畜生殖道环境、不同温度解冻冻精、分子生物学技术(RNA干扰、基因敲除)进行综述,分析各种不同性别控制技术的优缺点和应用范围。随着生命科学领域的快速发展,人们将能够进一步阐明哺乳动物性别决定机制,研制出更加高效、快速、准确、经济的性别控制方法,并将其应用于生产实践,结合体外受精、胚胎分割、胚胎移植、体细胞核移植等生物学技术,促进现代畜牧产业快速高质量发展。

小鼠发情周期卵泡发育动态及其对超数排卵的影响

该文探讨了小鼠发情周期中阴门状态、阴道脱落细胞类型变化规律、卵泡发育规律及其相互关系,并比较了发情周期不同阶段的超排效果。结果表明,采用阴门状态观察法和阴道脱落细胞涂片法,能有效判断小鼠发情周期阶段。卵巢组织切片观察结果表明,在发情周期不同阶段,小鼠的卵泡发育和黄体的生成与消退存在明显的规律性变化;小鼠发情周期中,其阴门状态、阴道脱落细胞种类及卵泡发育动态之间存在相关关系;发情周期不同阶段开始超排的小鼠,其配种见栓率和回收胚胎平均数均存在明显差异,发情前期显著优于发情后期与间情期(P<0.05),并高于发情期,但差异不显著(P>0.05),即阴门状态观察法与阴道脱落细胞涂片法均可用于小鼠发情周期阶段的判断,发情前期为最适宜的小鼠超排时期。

山羊乳腺上皮细胞基因转染条件的优化

为了优化外源基因转入乳腺上皮细胞的条件,本研究采用组织块培养法,从山羊乳腺组织中分离并获得了纯化的乳腺上皮细胞,通过染色角蛋白和测定生长曲线对其进行了鉴定和检测。然后利用电穿孔法将PEGFPC1载体导入乳腺上皮细胞,分别比较了在不同电压(120、140、160、180、200V)、不同电击时长(5、10、15、20ms)以及2株细胞(GMEC1、GMEC2)的不同代数(第1代、第3代、第5代、第9代)条件下的转染效率,并利用优化条件对山羊乳腺上皮细胞进行人β-防御素3基因转染,经过G418筛选,最终获得单克隆细胞,同时对获得的单克隆阳性细胞进行体外诱导表达,并对诱导产物进行Western blotting鉴定。结果表明,不同遗传背景的细胞对转染效率的影响较小,而第1代培养的细胞转染效率要显著高于传代细胞,乳腺上皮细胞在电压180V、电击时长15ms、电击1次的条件下转染效率最高,优化条件下转染、筛选和扩增后获得稳定表达人β-防御素3蛋白的单克隆乳腺上皮细胞。研究工作为乳蛋白基因表达调控机制的研究及乳腺特异性表达载体的检测提供参考资料。

抗Zhangfei蛋白单克隆抗体的制备

【目的】制备抗Zhangfei蛋白的单克隆抗体,并鉴定其特性。【方法】用Zhangfei融合蛋白免疫Balb/c小鼠,取免疫小鼠脾细胞与SP2/0融合,筛选出阳性克隆,应用有限稀释法筛选抗Zhangfei蛋白的单克隆杂交瘤株;采用腹水诱生法制备单抗腹水,用饱和硫酸铵法纯化腹水抗体;采用间接ELISA、单克隆抗体亚型检测试剂盒、免疫印记技术、曲线拟合方案等分别鉴定单抗效价、亚型、特异性和亲和力等特性。【结果】免疫小鼠的血清抗体效价达1∶5 000以上,细胞融合克隆率为98.96%,阳性克隆率为30.18%,筛选出2株抗Zhangfei蛋白的单克隆杂交瘤细胞,其培养上清效价均达到1∶800,腹水单抗效价分别为1∶105和1∶2×105,亲和常数分别为2.5×106和2.3×106。制备的抗Zhangfei蛋白单克隆抗体的亚型均为IgG1类型。【结论】制备的抗Zhangfei蛋白单克隆抗体具有较高的效价和较强的亲和力,可用于进一步研究Zhangfei蛋白在机体中的生理作用。

抗果蝇组蛋白乙酰转移酶Atac2单克隆抗体的制备

【目的】制备抗果蝇组蛋白乙酰转移酶Atac2的单克隆抗体,为进一步研究Atac2基因的功能提供重要的试验工具。【方法】PCR扩增果蝇Atac2蛋白N端前26个氨基酸的编码基因,构建GST-Atac2融合蛋白表达载体pGEX-Atac2。转化大肠杆菌E.coli BL21(DE3),进行诱导表达,通过GST亲和层析法纯化GST-Atac2融合蛋白。以GST-Atac2为抗原免疫8周龄的Balb/c小鼠,取脾细胞,与SP2/0骨髓瘤细胞融合,间接ELISA法检测阳性孔,经有限稀释法亚克隆,筛选单克隆杂交瘤细胞株,检测抗体的特异性、效价和亚型,并检测其亲和常数。【结果】PCR扩增获得了目的片段。成功构建了GST-Atac2融合蛋白表达载体,于37℃下220r/min振摇5h,当IPTG终浓度为0.1mmol/L时,GST-Atac2在E.coli BL21(DE3)中高效表达,GST-Atac2融合蛋白大小约为30ku,与预期结果一致。获得1株稳定分泌抗Atac2抗体的杂交瘤细胞株,命名为1C7。单抗1C7能够特异地识别GST-Atac2蛋白,效价为1∶2×105;亚型鉴定表明其重链为IgG1,所得单克隆抗体的亲和常数为2×105。【结论】获得了1株特异性好、能够稳定分泌抗果蝇Atac2蛋白的单克隆抗体杂交瘤细胞株。

Luman-N端融合蛋白单克隆抗体的制备

【目的】制备小鼠抗Luman-N端融合蛋白单克隆抗体。【方法】将GST-Luman-N端载体转化大肠杆菌BL21,用IPTG进行诱导表达,并进行SDS-PAGE电泳,用电洗脱的方法纯化融合蛋白;以纯化的融合蛋白为抗原免疫BALB/C小鼠,取免疫小鼠的脾细胞与SP2/0骨髓瘤细胞进行细胞融合,利用间接ELISA方法筛选阳性孔,采用有限稀释法进行亚克隆,筛选具有抗体分泌活性的单克隆细胞株;应用Western Blot、间接ELISA等方法进行克隆株稳定性、抗体特性的鉴定。【结果】获得1株能稳定分泌抗Luman-N端融合蛋白特异性单克隆抗体的杂交瘤细胞株(2C8),其腹水ELISA单抗效价为1∶1×107。亚型鉴定和亲和力常数分析表明,2C8产生的单克隆抗体亚型为IgG2b型,其亲和力常数约为1×107。Western Blot分析证明,该株单抗能与原核表达的Luman-N端融合蛋白特异性结合,与GST-LRF-N端融合蛋白没有特异性结合。染色体分析结果表明,2C8细胞株染色体数目为(53±2)对。【结论】获得了抗Luman-N端融合蛋白的抗体,该抗体具有良好的特异性和结合活性,可用于对Luman-N端蛋白的进一步研究。

雌激素及其受体调控卵母细胞成熟的研究进展

目前很多女性受到不孕不育、自然流产和出生缺陷等诸多生殖相关疾病的困扰,其主要原因为生殖细胞减数分裂异常和卵母细胞质量下降。雌激素不仅参与调控哺乳动物的发情和性行为,也参与调控卵母细胞的生长发育。雌激素受体作为类固醇激素受体的一种,在介导雌激素发挥基因组效应和非基因组效应中有着重要的作用。目前关于雌激素受体调控卵母细胞成熟的报道多集中于硬骨鱼类,特别是新型膜受体GPR30,而在哺乳动物方面的研究鲜有报道。因此作者介绍了雌激素核受体ERα、ERβ与新型膜受体GPR30的结构与分布,简述了膜受体GPR30的不同类型配体的研究进展,综述了雌激素受体在调控卵母细胞发育中的相互作用,发现雌激素的核受体与膜受体在卵母细胞成熟的过程中可能发挥不同的调控作用,并进一步阐述了雌激素及其受体在卵母细胞成熟过程中的潜在调控机制。

不同月份产羔奶山羊初乳免疫球蛋白和常乳乳成分检测

从产羔母羊初乳免疫球蛋白和泌乳期常乳乳成分角度,对全年不同季节产羔母羊鲜奶质量进行评价。对1月、3月、5月、7月产羔的奶山羊,每批随机选择10只母羊,分别收集母羊产后0d、2d、5d、7d初乳和产后9d及1~6个月的常乳(每月收集一次)。采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测初乳液中免疫球蛋白A(IgA)和免疫球蛋白G(IgG)水平,采用全自动乳样分析仪分析常乳样品中乳蛋白、乳脂、乳糖、非脂固形物和总脂固形物的含量。结果表明,1月、3月、5月、7月产羔母羊产后相同泌乳阶段初乳中IgA和IgG含量无显著差异(P>0.05),变化趋势一致。不同月份产羔母羊常乳中乳糖含量在相同泌乳期无显著性差异(P>0.05),脂肪、蛋白质、非脂固形物和总脂固型物在部分泌乳阶段存在明显差异;在整个泌乳期间,1月、3月、5月、7月产羔母羊常乳中的乳蛋白、乳脂、乳糖、非脂固形物和总脂固形物(干物质)含量%变化趋势一致,其变化范围为3.31%~3.45%,4.91%~5.77%,4.03%~4.20%,8.48%~8.88%,13.72%~15.07%;乳脂和总脂固形物含量偏高,但没有降低羊奶的质量。通过对乳成分含量的检测,为后期调整奶山羊日粮组成以保证不同月份产羔母羊的乳品质提供数据基础。

通过自噬调控细胞衰老的研究进展

自噬是真核细胞清除细胞内聚物及受损细胞器,进而维持细胞内稳态的一种自我保护机制。近年来的研究表明,自噬在细胞衰老的发生发展过程中扮演着重要角色。论文概述了细胞衰老的相关研究,如端粒变化、DNA甲基化改变、自噬等,细胞自噬的发展及形成过程,并进一步描述了自噬对细胞衰老的影响,细胞衰老与自噬共同调控通路中关键蛋白mTOR、SIRT1、p53的作用机制,以及通过雷帕霉素、白藜芦醇、亚精胺药物调控细胞自噬水平等方面的研究,以期为延缓细胞衰老相关研究提供参考。

配种时间对母羊妊娠期生殖激素与生长激素的影响

为研究不同月份配种奶山羊妊娠期外周血中生殖激素与生长激素的变化规律,随机选择8月、10月、12月、翌年2月妊娠的关中奶山羊各10只,分别于配种后20d、75d、130d及分娩时采集其静脉血并分离血清,采用ELISA试剂盒检测血清中雌激素(E_2)、孕酮(P_4)、促卵泡生成素(FSH)、促黄体素(LH)、催乳素(PRL)和生长激素(GH)水平变化规律。结果表明,不同季节怀孕奶山羊在整个妊娠期间,同种激素的变化趋势一致,随着妊娠时间的延长,外周血中E_2、P_4、PRL和GH含量逐渐升高,FSH和LH含量递减,分娩前E_2和P_4含量下降,LH回升,FSH仍然下降,PRL和GH继续上升。不同月份妊娠期间外周血中E_2、P_4、FSH、LH、PRL、GH的均值变化范围分别为17.45~52.90ng/L,1899.39~6305.63pmol/L,4.45~6.99IU/L,142.33~207.09pg/L,367.37~626.88ng/L,15.55~28.71μg/L,奶山羊妊娠月份的不同对其激素水平有一定影响,但影响不大。说明奶山羊在不同月份配种妊娠后对其生殖内分泌无显著影响。

CAF-1在体细胞重编程中的作用机制

染色质组装因子1(chromatin assembly factor-1,CAF-1),是由p150、p60、p48三个亚单位组成的组蛋白伴侣。CAF-1主要功能是在DNA复制中与增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)相互作用,负责募集组蛋白H3、H4沉积在新合成的DNA上以促进核小体装配。越来越多的研究解析CAF-1复合体的结构及其生物学功能,并发现CAF-1在体细胞重编程过程中发挥重要作用。因此,本文重点介绍了CAF-1的结构、生物学功能和在体细胞重编程中的作用。

助产对奶牛产后子宫菌群的影响

在奶牛养殖业中,难产是奶牛临床上的常发病,助产是处理难产的常用手段。助产的发生会导致母牛受胎率降低、冻精使用量增加、空怀时间增加和首次配种时间后移等繁殖问题。本研究从细菌学角度分析助产对奶牛产后子宫菌群的影响,以期为提高牧场受胎率提供数据参考。在宁夏地区某大型奶牛场,以助产和非助产奶牛为研究对象,在产后45 d进行子宫灌洗,采集灌洗液样本共7份。通过细菌分离培养、16S rRNA测序等方法分离细菌。结果共分离出10个细菌属,12种细菌,其中,非助产奶牛子宫冲洗液中分离出链霉菌属、链球菌属、肠杆菌属、葡萄球菌属、气球菌属5个属的细菌;助产奶牛子宫冲洗液分离出志贺菌属、不动杆菌属、假单胞菌属、棒状杆菌属、芽胞杆菌属、气球菌属、肠杆菌属、葡萄球菌属、链球菌属等9个属的细菌。本研究的结果表明,助产和非助产奶牛子宫菌群差异显著,助产导致子宫内菌群多样性增加。

培养液充气时间对小鼠4细胞胚胎密闭培养效果的影响

【目的】研究标准气充气时间对密闭培养的小鼠4细胞胚胎体外发育的影响,为太空环境下哺乳动物的早期胚胎发育研究奠定基础。【方法】用气体组成为体积分数5%O 2、5%CO 2、90%N 2的高纯标准气对胚胎培养液进行充气处理,充气时间设为30,60,90,120,150,180和240 min,用充气培养液对小鼠4细胞胚胎进行密闭培养,以常规体外微滴培养的胚胎为对照,分别在培养12,36,60,84 h时检测各组体外培养胚胎过氧化物的积累情况和缺氧诱导因子(HIF-1α)表达的变化,并于培养84 h统计囊胚发育率、孵化率和囊胚总细胞数。【结果】当充气时间≥180 min时,胚胎发育早期存在明显的过氧化物积累现象;当充气时间≤120 min时,胚胎发育过程中可以检测到HIF-1α,表明出现缺氧现象。密闭培养条件下,培养液充气120~180 min时的小鼠胚胎囊胚发育率、孵化率和囊胚总细胞数较高,分别为93.38%~95.68%,61.03%~65.27%和102.33~111.83,其中囊胚发育率和囊胚总细胞数与对照组差异不显著(P>0.05),而囊胚孵化率显著高于对照组(P<0.05)。【结论】小鼠4细胞胚胎密闭培养体系适合的培养液充气方案为:用气体组成比例为体积分数5%O 2、5%CO 2、90%N 2的高纯标准气充气120~150 min,此方案下进行密闭培养的小鼠胚胎可获得较高的发育率,并可有效排除缺氧对早期胚胎体外发育的影响,同时保护胚胎免受过氧损伤。

抗Luman募集因子N端单克隆抗体的制备及鉴定

【目的】制备抗Luman募集因子N端(Luman-recruiting factor N terminal,LRF-N)蛋白的单克隆抗体。【方法】PCR扩增LRF-N端的194bp序列,构建LRF-N重组质粒pGEX-LRF-N,转染BL21(DE3)菌,诱导表达并纯化GST-LRF-N融合蛋白,以其作为抗原免疫6～8周龄雌性BALB/c小鼠,免疫4次,每次间隔10d,第4次加强免疫3d后采取小鼠脾脏,分离脾细胞,与SP2/0细胞融合,用ELISA和Western blot进行阳性细胞株的筛选和鉴定,对获得的杂交瘤细胞的细胞核型、分泌稳定性以及所分泌的单克隆抗体进行鉴定。【结果】pGEX-LRF-N在大肠杆菌BL21(DE3)中得到高效表达,GST-LRF-N蛋白分子质量约为33ku,与预期结果一致。试验共获得3株稳定分泌抗LRF-N抗体的杂交瘤细胞株,分别命名为2AC9、2AG10和3G7。单抗2AC9、2AG10、3G7能够特异性地识别GST-LRF-N蛋白,亚型鉴定结果显示,其重链分别为IgG2a、IgM和IgG1。【结论】获得的抗LRF-N抗体的杂交瘤细胞株2AC9、2AG10、3G7单抗特异性良好,能够稳定分泌抗体,可用于小鼠LRF蛋白生物学功能及活性的进一步研究。

哺乳动物基因组印记的擦除、建立和维持机理

基因组印记主要依靠印记基因DNA甲基化方式调控,这种表观遗传修饰让多种哺乳动物出现基因单等位表达现象。印记的擦除发生在原始生殖细胞(primordial germ cells,PGCs)时期,其主要途径为活化诱导的胞苷脱氨酶(activation-induced cytidine deaminase,AID)、TET(ten-eleven translocation)蛋白介导的去甲基化。印记的建立发生在配子发生期,雌雄有明显的不同。印记的维持在多种因子的共同作用下完成,主要参与的蛋白有Dnmt1、Dppa3、KAP1和ZFP57等。印记的维持贯穿整个发育阶段,并通过细胞分裂遗传给子代。机体正常生长发育有赖于印记基因的正常表达。随着第一个印记基因IGF2R的发现,对于印记机制的研究不断推进。该文将概述基因组印记的建立、维持、擦除机理以及克隆动物中存在的印记基因异常重编程。

抗促乳素单克隆杂交瘤细胞株的建立及鉴定

制备抗促乳素(prolactin,PRL)的单克隆抗体。应用PRL纯品免疫BALB/c小鼠,被免疫小鼠的脾细胞与SP2/0骨髓瘤细胞融合,间接ELISA筛选阳性克隆,将阳性克隆多次有限稀释得到抗PRL阳性单克隆细胞株,杂交瘤细胞上清分离法和诱生腹水法制备单克隆抗体,测其效价。共建立5株持续分泌抗体的杂交瘤细胞,分别命名为AA5B1、AB6C8、BB3C1、CA6E4、CE2H6。杂交瘤细胞株冻存4个月后复苏培养,形态良好,生长旺盛。培养液上清及腹水效价的OD值略有升高,说明杂交瘤细胞株稳定。5株杂交瘤细胞染色体众数均为99～105,并可见到中部和亚中部着丝点的骨髓瘤细胞标志染色体,说明5株杂交瘤细胞确为SP2/0骨髓瘤细胞与被免疫小鼠的脾细胞融合而产生的。

ROS诱导山羊卵母细胞核质同步成熟

利用周期依赖性蛋白激酶抑制剂(roscovitine,ROS)诱导体外培养山羊的卵母细胞核质同步成熟。用40μmol/L的ROS预处理山羊卵母细胞8h后转入常规成熟培养8,12,16h,记为(8+8,8+12和8+16),统计0,8,8+8,8+12,8+16h卵母细胞核成熟情况;用彗星试验检测8+16h时卵母细胞的老化程度;在激光共聚焦显微镜(Olympus,Tokyo,Japan)下观察8+16h时卵母细胞的皮质颗粒迁移情况;对体外培养8+16h卵母细胞进行孤雌激活和体外培养,统计孤雌激活胚的体外发育情况;以上试验都以常规培养相同时间为对照。结果显示:山羊卵母细胞在体外核成熟抑制培养8h时,处于GV期的卵母细胞为59.16%,与对照组(25.75%)差异显著(P<0.05);8+8h和8+12h时,到达MⅡ期的卵母细胞的比率为19.75%和28.93%,与对照组(40.78%,53.10%)差异显著;8+16h时,到达MⅡ期的卵母细胞比率(73.20%)与对照组(74.36%)无显著性差异(P>0.05);(8+16h)组有老化倾向的卵母细胞的比率(21.67%)显著低于对照组(35.67%);(8+16h)组卵母细胞的皮质颗粒完全迁移率(81.84%)与对照组(78.89%)差异不显著;(8+16h)组卵母细胞孤雌胚的囊胚发育率(38.60%)高于对照组(32.80%)(P>0.05)。结果表明:成熟液中添加40μmol/L ROS对山羊卵母细胞短时间(8h)核成熟抑制培养,然后转入常规成熟培养16h,即不改变山羊卵母细胞体外成熟的时间(24h),可有效延迟部分卵母细胞生发泡破裂(GVBD)的发生,不影响山羊卵母细胞核质的成熟,不降低MⅡ期的卵母细胞比率,可以降低有老化倾向卵母细胞的比率,提高山羊卵母细胞的后续发育能力。

山羊卵母细胞体外成熟培养液体积筛选

研究在一定卵丘-卵母细胞复合体(COCs)与培养液体积比例条件下,不同体积的培养液对山羊卵母细胞体外成熟的影响。按照COCs 1枚/4μL培养液的比例,采用5种不同体积的培养液,即50,100,250,500和1 000μL,对山羊卵母细胞进行体外成熟培养和孤雌激活。结果:100μL和250μL两组的卵母细胞体外成熟培养24 h后,其卵母细胞成熟率分别为78.10%和74.62%,差异不显著(P>0.05),但高于50μL组(P<0.05)、500μL组(P<0.05)和1 000μL组(P<0.01)组。100μL组孤雌激活胚胎的卵裂率(68.37%)、桑葚胚率(48.78%)和囊胚率(27.61%)都优于其他各组,其卵裂率和囊胚率与250μL组相比差异不显著(P>0.05)。结果表明采用COCs 1枚/4μL培养液的比例条件下培养卵母细胞,宜选用100～250μL范围内的培养液体积进行卵母细胞成熟培养,其卵母细胞体外成熟率可以达到78.10%左右。