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哺乳动物的下丘脑、垂体和卵巢分泌的激素在功能上相互作用,构成一个完整的神经内分泌繁殖调节体系--下丘脑-垂体-卵巢轴,在繁殖活动中起着主要的调控作用,其中任何一个组织发生异常,均会导致哺乳动物繁殖异常。母猪卵巢早衰(prematuregonadal failure,PGF)直接导致母猪利用年限(生殖年限)的降低,生产成本增加。本研究首先通过临床诊断和组织学技术,确定母猪存在PGF;为了获知PGF母猪垂体是否基因表达差异,采用RNA-seq测序技术对PGF母猪垂体(PP)和经产长大二元杂母猪黄体期(Pituitary Corpus luteum phase)垂体(PC)和卵泡期(Follicular phase)垂体(PF)转录组进行测序与生物信息学分析,并筛选出可能影响垂体激素生成与分泌的相关基因进行深入研究。本研究结果对于母猪卵巢早衰候选功能基因的深入研究奠定了基础。主要研究结果如下: 1、首次采取临床诊断和组织形态学技术鉴定了母猪存在PGF现象。PGF卵巢与正常母猪卵巢相比,形态特征表现为卵巢发育不全,颜色苍白,存在不同程度的萎缩,体积小,无弹性,表面光滑,无成熟卵泡,无黄体生成痕迹;组织形态学特征表现为静止卵泡,原始卵泡丢失。 2、通过对PC、PF和PP母猪的垂体分别进行高通量RNA-seq测序技术、比较基因组学和生物信息学方法,获得母猪3个垂体文库差异表达基因,结果显示黄体期与PGF比较,上调的基因有559个,下调的基因有295个;卵泡期与PGF比较,上调的基因有1404个,下调的基因有1332个。在所有的差异表达基因中,筛选出在黄体期、卵泡期表达无显著差异,但在PGF中表达显著差异的基因共145个,其中有9个与垂体激素有关。 3、对差异表达基因进行了Gene Ontology功能显著性富集分析(基因发挥功能、所在细胞位置和参与的生物过程)和Pathwayr显著性富集分析。分析发现这些基因主要参与到吞噬作用、细胞粘附作用、内吞作用和氧化磷酸化等多个生物学通路,涉及的差异基因高达502个。 4、筛选了15个差异表达的基因,以β-actin为内参基因来进行相对定量PCR,结果表明RNA-seq与qRT-PCR结果高度一致,证明本实验所得到的RNA-seq测序结果可信度很高。 5、FSH是垂体分泌的最重要的促性腺激素之一,FSHα是其中的一个亚基因,在3个样品中差异表达;组织表达谱结果显示其在垂体中特异性表达。生物信息学预测FSHα可能受到ssc-miR-185和ssc-miR-151-5p的调控,通过构建Sensor Reporter载体直接验证这2个miRNA与FSHa的表达调控关系,报告基因活性没有受到影响,该基因并不受到是ssc-miR-185和ssc-miR-151-5p的转录后调控。