发情和乏情初产母猪下丘脑-垂体-卵巢轴差异表达基因筛选及分析

作者：任巧玲; 张家庆; 郭红霞; 王献伟; 王璟; 吕玲燕; 陈俊峰; 马强; 张彬; 邢宝松^*; 徐泽君^*

来源：中国畜牧兽医, 2021, 48(08): 2864-2877.

DOI：10.16431/j.cnki.1671-7236.2021.08.019

• 发情
• 乏情
• 初产母猪
• 下丘脑-垂体-卵巢轴
• mRNA

研究旨在分析发情和乏情初产母猪下丘脑-垂体-卵巢轴基因表达的差异,探讨母猪乏情调控的分子机制。选用6头健康的断奶初产母猪,分为发情组(3头)和乏情组(3头),屠宰后分别采集下丘脑、垂体、卵巢进行转录组测序(RNA-Seq)、GO功能富集、KEGG通路及相关蛋白的Western blotting分析。结果发现,发情组下丘脑、垂体、卵巢分别获得52 432 800、52 573 730和52 209 252条clean reads,与猪参考基因组(Sus scrofa 11.1)的比对率分别为78.69%、81.49%和79.26%;乏情组下丘脑、垂体、卵巢分别获得52 516 724,52 476 820和52 195 962条clean reads,与猪参考基因组的比对率分别为82.38%、83.05%和80.20%。与发情组母猪相比,乏情组母猪下丘脑中共有710个差异表达基因,其中上调基因392个,下调基因318个;垂体中共有707个差异表达基因,其中上调基因283个,下调基因424个;卵巢中共有956个差异表达基因,其中上调基因635个,下调基因321个。3种组织中的共有差异表达基因为36个。与母猪情期调控相关的亲吻素-1(KISS1)、G-蛋白偶联受体54(GPR54)、速激肽3(TAC3)、速激肽3受体(TACR3)、17-α-羟化酶/17,20碳链裂解酶(CYP17A1)、芳香化酶(CYP19A1)、类固醇激素合成急性调节蛋白(STAR)、促性腺激素释放激素受体(GnRHR)和雌激素受体1(ESR1)基因在乏情组母猪体内显著下调(P<0.05;P<0.01)。Western blotting分析结果显示,TAC3、TAC3R、KISS1和GPR54相关蛋白在乏情组母猪下丘脑中也显著下调(P<0.05)。GO和KEGG通路分析发现,差异表达基因显著富集于正调控胆固醇酯化反应、卵巢类固醇生成、GnRH信号通路、FoxO信号等一些与类固醇激素生成和卵泡发育相关的信号通路。本研究结果表明,发情和乏情初产母猪下丘脑-垂体-卵巢轴上与情期调控相关的基因存在差异表达,尤其是Kisspeptin/GPR54和TAC3/TACR3两大系统的mRNA及蛋白表达水平在乏情组母猪下丘脑中均显著下调,推测可能是Kisspeptin/GPR54和TAC3/TACR表达受损导致了下丘脑调节功能障碍,进而导致了初产母猪乏情。该研究为揭示初产母猪乏情分子调控机制提供了重要支持,为今后利用分子技术改善母猪乏情问题提供了重要理论依据。

• 单位
  广西壮族自治区畜牧研究所; 河南省农业科学院; 河南省畜牧总站