农业生物技术学报

作者：苏运泽, 邢凯, 齐晓龙, 郭勇, 倪和民, 盛熙晖, 陈余, 王梁, 王相国, 肖龙菲

单位：1 北京农学院 动物科学技术学院,北京 102206; 2 北京市畜牧总站,北京 100107

关键词：鸡,新鲜精子,冻融精子,表达谱芯片,

基金：现代农业产业技术体系北京市家禽创新团队项目(BAIC-04-2021); 2020年科技创新服务能力建设-农业科技新星计划项目(20200210); “十三五”国家重点研发计划(2016YFD0700201)

禽类精子低温保存在人工授精、育种选择和疾病预防等领域具有巨大的应用潜力。尽管冷冻保存条件在许多方面都得到了优化,但精子的受精能力在冷冻后与鲜精相比仍然有所下降。本研究旨在探讨鸡(Gallus)新鲜精液和解冻后精液(冻精)中精子的基因表达差异,采用Affymetrix鸡全基因组表达谱芯片检测鸡鲜精和冻精中精子的基因表达水平,筛选与鸡精液冷冻损伤相关的信号通路和候选基因,并用qRT-PCR技术验证部分差异表达基因。结果表明,两组共有687个显著差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)(|Log2(FC)|>1; q-value<0.05),其中鲜精组有615个基因显著上调,72个基因显著下调。基因本体(Gene Ontology, GO)分析显示,在所有显著差异表达的基因中,有196个DEGs涉及丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)信号通路、ATP的激活和细胞周期循环等生物学过程。KEGG信号通路分析发现,DEGs在物质和能量的新陈代谢、细胞信号传导、细胞增值与凋亡等途径上显著富集(P<0.01)。挑选冷诱导RNA结合蛋白(cold-inducible RNA-binding protein, CIRBP)、90 kD热休克蛋白(90 kD heat shock protein, HSP90)、HSP70和Ras同源家族成员A (Ras homolog family member A, RHOA) 4个DEGs利用qRT-PCR对芯片结果进行验证,二者结果相吻合。由此可见,MAPK通路和细胞周期调控等通路及CIRBP、HSP90、HSP70和RHOA等基因可能是导致精液冷冻前后精子活率出现显著差异的重要调控通路和候选基因。该研究将为了解鸡精子冷冻损伤的潜在分子机制以及如何提高冻精的受精能力提供了理论参考。

来源：2021年第8期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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