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PLZF的克隆及其对犏牛未分化精原细胞的增殖作用
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作者 张鹏 王明秀 +4 位作者 敬科民 李雨谦 田园 钟金城 蔡欣 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期390-402,共13页
【目的】犏牛作为牦牛与黄牛的种间杂交产物,具有优良的生产性能,但其杂种优势的进一步应用却受限于犏牛雄性不育。通过克隆犏牛PLZF,明确其在犏牛和牦牛睾丸组织和未分化精原细胞中的差异表达,并进一步揭示过表达该基因对犏牛未分化精... 【目的】犏牛作为牦牛与黄牛的种间杂交产物,具有优良的生产性能,但其杂种优势的进一步应用却受限于犏牛雄性不育。通过克隆犏牛PLZF,明确其在犏牛和牦牛睾丸组织和未分化精原细胞中的差异表达,并进一步揭示过表达该基因对犏牛未分化精原细胞活性的影响。为阐明犏牛生精停滞的作用机制提供理论基础。【方法】以24月龄公麦洼牦牛和F1代公犏牛为实验动物,通过RT-PCR法克隆得到了犏牛PLZF的CDS序列,并进行了生物信息学分析;通过RT-qPCR法分析PLZF在犏牛和牦牛睾丸组织中的差异表达;采用同源重组的方法构建了PLZF的表达载体,并利用RT-qPCR检测了PLZF过表达效率及其下游靶基因的表达;通过PDT、CCK-8、EdU和免疫荧光检测了过表达PLZF对犏牛未分化精原细胞增殖活性的影响。【结果】克隆获得了犏牛PLZF的CDS区,并通过生物信息学分析发现该基因编码的蛋白序列不包含跨膜结构域和信号肽序列,其三级结构以α螺旋和无规卷曲为主。系统进化树分析表明犏牛PLZF与黄牛PLZF的亲缘关系更近。三级结构预测发现,虽然犏牛、牦牛和黄牛的PLZF蛋白三级结构高度相似,但牦牛PLZF蛋白在531—540位氨基酸处与犏牛和黄牛有较大差异。RT-qPCR发现,PLZF在犏牛睾丸组织和未分化精原细胞中的表达均显著低于牦牛(P<0.05),而在犏牛未分化精原细胞中过表达PLZF后,该基因的表达上调了13.8倍(P<0.01),且能显著增加犏牛未分化精原细胞的增殖活性(P<0.05),表明PLZF表达下调影响了犏牛未分化精原细胞增殖活性。此外,过表达PLZF后,犏牛未分化精原细胞中与增殖相关的基因(Etv5、Bcl6b、Pcna和c-fos)全部显著上调(P<0.05),与分化相关的基因(Stra8、Kit、Dmrt1和Sohlh2)全部显著下调(P<0.05),表明PLZF通过上调增殖相关基因、下调分化相关基因的表达促进犏牛未分化精原细胞增殖。【结论】PLZF在犏牛未分化精原细胞中表达异常降低了犏牛未分化精原细胞增殖活性,导致其数量减少,影响了犏牛的精子发生。本试验为进一步阐明犏牛生精停滞的作用机制提供了理论基础,并为解决犏牛雄性不育问题提供了新的思路。 展开更多
关键词 犏牛 PLZF 未分化精原细胞 增殖
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FGFs/FGFRs及其介导信号通路基因的异常表达影响犏牛未分化精原细胞增殖活性 被引量:2
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作者 张鹏 王明秀 +7 位作者 敬科民 彭巍 田园 李雨谦 付长其 舒适 钟金城 蔡欣 《畜牧兽医学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2886-2897,共12页
旨在研究FGFs(fibroblast growth factors)/FGFRs(fibroblast growth factor receptors)及其介导的Ras和MAPK信号通路基因在牦牛和犏牛未分化精原细胞的差异表达,以探讨犏牛生精停滞的原因。本研究采集健康的24月龄3头公麦洼牦牛和3头F... 旨在研究FGFs(fibroblast growth factors)/FGFRs(fibroblast growth factor receptors)及其介导的Ras和MAPK信号通路基因在牦牛和犏牛未分化精原细胞的差异表达,以探讨犏牛生精停滞的原因。本研究采集健康的24月龄3头公麦洼牦牛和3头F1代公犏牛的睾丸组织,分为牦牛和犏牛两个样品组,每组3个生物学重复。采用HE染色检测牦牛和犏牛精子发生的差异;采用细胞群体倍增时间、CCK-8和EDU染色检测牦牛和犏牛未分化精原细胞增殖能力的差异;采用荧光定量PCR检测6种FGF家族成员、3种FGFR、FGFs/FGFRs介导的Ras和MAPK信号通路基因在牦牛和犏牛未分化精原细胞中的差异表达。与牦牛相比,犏牛生精小管发育异常,生殖细胞类型单一,未分化精原细胞增殖活性显著低于牦牛(P<0.05)。FGF2、FGF4、FGF5、FGF8、FGF9和FGF21在犏牛睾丸组织及FGFs受体FGFR1、FGFR2和FGFR3在犏牛未分化精原细胞的表达都显著低于牦牛(P<0.01)。FGFs/FGFRs介导Ras信号通路基因中,除HRas和ARaf以外,其余基因(Raf1、BRaf、MEK1和ERK)都是在犏牛未分化精原细胞中以更低的水平表达(P<0.01)。FGFs/FGFRs介导MAPK信号通路基因中,p38、MEKK3、MEKK6和ASK1也是在犏牛未分化精原细胞中低表达(P<0.01)。受Ras通路调控的与细胞增殖相关的基因中,只有SHISA6、ID4在犏牛未分化精原细胞中高表达(P<0.01),其余基因(TAF4B、Etv4、GFRα1和Ret)都是在牦牛未分化精原细胞中表达量高(P<0.01)。受Ras和MAPK通路共同调控的与细胞增殖相关的基因中,ETV5和BCL6B都是在牦牛未分化精原细胞中高表达(P<0.01)。受Ras通路调控的与细胞分化相关的基因中,除PIWIL4外,SOX3、NGN3和Stra8都在牦牛未分化精原细胞中高表达(P<0.01)。因此FGFs/FGFRs及其介导的Ras和MAPK通路基因在犏牛未分化精原细胞中的异常表达,降低了未分化精原细胞增殖活性,导致了犏牛没有足够数量的未分化精原细胞进入分化阶段。这可能是犏牛生精停滞的重要原因之一。 展开更多
关键词 成纤维细胞生长因子 未分化精原细胞 信号通路 细胞增殖 犏牛 牦牛
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基于高通量转录组测序的牦牛和犏牛附睾尾部差异表达基因分析
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作者 赵旺生 李柯锐 +5 位作者 张婷婷 潘美兰 王鹏 李春海 张鹏 张永德 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1273-1282,共10页
【目的】探明牦牛和犏牛的附睾尾部差异表达基因(DEGs),筛选出与精子成熟和贮存密切相关的功能基因,为揭示犏牛精子发生及其成熟过程的分子机制打下理论基础。【方法】以牦牛和犏牛的附睾尾部为研究对象,通过Illumina 127-HiSeq 2000平... 【目的】探明牦牛和犏牛的附睾尾部差异表达基因(DEGs),筛选出与精子成熟和贮存密切相关的功能基因,为揭示犏牛精子发生及其成熟过程的分子机制打下理论基础。【方法】以牦牛和犏牛的附睾尾部为研究对象,通过Illumina 127-HiSeq 2000平台完成高通量转录组测序,经过滤、质量控制及拼接组装后,依据FDR<0.05且|log_(2)Fold Change|>1的筛选标准,通过EBSeq筛选出DEGs,然后进行GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析,并以实时荧光定量PCR验证高通量转录组测序数据的准确性。【结果】在牦牛和犏牛的附睾尾部共筛选获得76个DEGs,其中43个DEGs上调、33个DEGs下调;76个DEGs在COG、GO、KEGG、KOG、Nr、Pfam、Swiss-Prot和eggNOG等数据库中均有注释信息,尤其在COG和Pfam数据库中的注释率最高(达88.16%)。GO功能注释分析结果显示,DEGs被注释到生物过程(Biological process)、细胞组分(Cellular component)和分子功能(Molecular function)三大功能类别上;KEGG信号通路富集分析发现76个DEGs主要显著富集在3条信号通路上,分别是胆汁分泌通路(ko04976:Bile secretion)、ABC转运器(ko02010:ABC transporters)和cAMP信号通路(ko04024:cAMP signaling pathway)。随机选择8个DEGs(SERPINA1、MMP7、ATP2C1、ABCC1、NMT1、NAT1、CFTR和PRX)进行实时荧光定量PCR检测验证,结果显示这8个DEGs的表达模式与高通量转录组测序的结果基本一致,表明转录组数据准确可靠。【结论】在牦牛和犏牛的附睾尾部存在76个DEGs(43个DEGs上调,33个DEGs下调),显著富集在胆汁分泌通路、ABC转运器及c AMP信号通路上,与精子获能相关的DEGs有MMP7、IGFBP2和ABCC4基因,且这3个基因在犏牛附睾尾部呈下调表达,即精子获能失败可能是导致犏牛雄性不育的主要原因。 展开更多
关键词 牦牛 犏牛 附睾尾部 差异表达基因(DEGs) 精子 雄性不育 高通量转录组测序
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BMP4在牦牛和犏牛睾丸组织及支持细胞中的差异表达分析
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作者 王明秀 张鹏 +4 位作者 陈雪梅 敬科民 刘欣睿 钟金城 蔡欣 《西北农林科技大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2023年第4期8-15,44,共9页
【目的】从牦牛和犏牛睾丸组织中分离培养支持细胞,检测骨形态发生蛋白4基因(BMP4)及其受体基因在牦牛、犏牛睾丸组织及支持细胞中的表达情况,为深入研究BMP4对犏牛精子发生过程的作用提供理论基础。【方法】采集12月龄牦牛和犏牛睾丸组... 【目的】从牦牛和犏牛睾丸组织中分离培养支持细胞,检测骨形态发生蛋白4基因(BMP4)及其受体基因在牦牛、犏牛睾丸组织及支持细胞中的表达情况,为深入研究BMP4对犏牛精子发生过程的作用提供理论基础。【方法】采集12月龄牦牛和犏牛睾丸组织,使用Trizol法提取各睾丸组织总RNA,利用RT-PCR技术检测BMP4及其受体基因(骨形态发生蛋白受体1B型(ALK6)、骨形态发生蛋白受体2型(BMPR2)、激活素A受体2A型(ACVR2A)、激活素A受体2B型(ACVR2B))的mRNA表达水平。通过两步酶法消化睾丸组织制备细胞悬液,经差速贴壁、饥饿处理和胰酶消化分离纯化牦牛和犏牛睾丸支持细胞。采用HE染色、油红O染色、碱性磷酸酶(ALP)染色、免疫荧光染色鉴定支持细胞,用Trizol法提取细胞总RNA,RT-PCR检测支持细胞、生精细胞、间质细胞、类肌细胞标志基因和BMP4及其受体基因的mRNA表达水平。采用实时荧光定量PCR检测BMP4及其受体基因在牦牛和犏牛睾丸支持细胞中的差异表达情况。【结果】HE染色结果显示,第3代(F3)支持细胞呈长条形或梭形。油红O染色结果显示,体外培养的细胞胞质中有明显脂滴积累,且在细胞核内可观察到支持细胞特有的双极小体结构。ALP染色结果显示,细胞不着色。免疫荧光染色结果显示,支持细胞标志蛋白GATA结合蛋白4(GATA4)呈阳性表达。RT-PCR检测结果显示,支持细胞标志基因BMP4、SRY-box转录因子9基因(SOX9)、波形蛋白基因(Vimentin)、Wilm肿瘤抑制基因(WT1)、FAS细胞表面死亡受体基因(FAS)和胶质细胞源性神经营养因子基因(GDNF)存在明显表达,而生精细胞标志基因出局区解旋酶4(DDX4)和类肌细胞标志基因半胱氨酸的血管生成诱导剂61(CYR61)无明显表达,间质细胞标志基因细胞色素P450家族11亚家族A成员1(CYP11A1)则有少量表达。BMP4在牦牛和犏牛睾丸支持细胞中都有表达,且在牦牛支持细胞中的表达量显著高于犏牛支持细胞,而其受体基因ALK6、BMPR2、ACVR2A和ACVR2B在牦牛支持细胞中的表达量显著或极显著低于犏牛支持细胞。【结论】从牦牛和犏牛睾丸组织中分离获得支持细胞,BMP4在牦牛支持细胞中表达量较高,暗示BMP4对犏牛精子发生具有潜在调控作用。 展开更多
关键词 牦牛 犏牛 骨形态发生蛋白4基因 支持细胞 动物遗传育种
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西北和西南五省(区)部分地区黄牛 牦牛牛病毒性腹泻/粘膜病血清学监测 被引量:50
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作者 高双娣 邱昌庆 +7 位作者 周继章 张永光 程淑敏 王永录 杨学礼 贾文孝 武占银 张小英 《中国兽医科技》 CSCD 1999年第7期17-18,共2页
从陕西、甘肃、宁夏、青海和四川五省(区)部分地区的黄牛群、牦牛群采集血清,用细胞中和试验检测牛病毒性腹泻/粘膜病(BVD/MD)抗体,结果黄牛群BVD/MD阳性检出率为46.15%,其中宁夏黄牛群的感染率最高(55.... 从陕西、甘肃、宁夏、青海和四川五省(区)部分地区的黄牛群、牦牛群采集血清,用细胞中和试验检测牛病毒性腹泻/粘膜病(BVD/MD)抗体,结果黄牛群BVD/MD阳性检出率为46.15%,其中宁夏黄牛群的感染率最高(55.95%),其次为甘肃(41.48%)和陕西(40.60%);牦牛群BVD/MD的阳性检出率为30.08%,其中四川牦牛群感染率最高(38.46%),其次为甘肃(29.41%)和青海(28.00%)。 展开更多
关键词 病毒性 腹泻/粘膜病 抗体检测 黄牛 牦牛
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