论文｜发情相关基因在小尾寒羊性腺轴组织中的表达谱研究

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如何提高绵羊的繁殖力一直是畜牧业关注的问题。发情期是动物繁殖的重要时期，分为卵泡期和黄体期，卵母细胞必须经过卵泡期的发育才能成熟进而排卵，黄体期黄体的生长发育则释放黄体酮等激素，为母体妊娠提供适宜的环境，为进一步的繁殖做准备。绵羊的繁殖力受到其发情方式的直接影响，常年发情绵羊的繁殖力通常比季节性发情绵羊有更大的优势。因此，研究绵羊的发情机制及其如何影响绵羊的繁殖力一直是一个备受关注的问题。小尾寒羊作为一种优质的常年发情绵羊，其高繁殖力的特点使其成为研究绵羊发情机制及繁殖力机制的完美模型。

KIT配体（KITLG）是c-KIT跨膜酪氨酸激酶受体（KIT）的配体，也被称为干细胞因子、钢铁因子或肥大细胞生长因子。动物模型显示，颗粒细胞衍生的KITLG与卵母细胞、卵泡膜细胞衍生的KITLG之间的相互作用涉及卵母细胞和卵泡发育的各个方面，包括卵巢中原始生殖细胞的形成、原始卵泡的激活、卵母细胞的存活和生长、颗粒细胞的增殖、膜细胞的募集和减数分裂停滞的维持。MAPK1是MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）的成员之一，在MAPK通路中发挥其作用，是卵泡发育的一条重要途径。MAPK通路的激活可以促进瘦素诱导的卵母细胞成熟。NOTCH4是一个保守的跨膜受体家族成员，可通过与一些特定的配体相互作用调节细胞，在许多发育过程中起关键作用，影响细胞分化、增殖和凋亡。NR5A2也被称为胎儿蛋白转录因子（FTF）、肝脏受体同源1（LRH-1），是核激素受体（NR）转录因子亚家族的成员，NR5A2与哺乳动物的类固醇合成、细胞增殖、卵泡发育、排卵和生育等多种过程有关。

探究绵羊发情相关基因KITLG、MAPK1、NOTCH4和NR5A2在小尾寒羊性腺轴组织（大脑、小脑、下丘脑、垂体、子宫、卵巢、输卵管）中的表达差异，为阐明绵羊高繁殖力的分子机理提供理论依据。

以FecB BB型小尾寒羊为研究对象，利用实时荧光定量PCR检测上述4个基因在小尾寒羊发情周期（黄体期和卵泡期）性腺轴相关的7种组织中的表达差异。引物序列详细信息见表1。

提取后的总RNA用1%琼脂糖凝胶电泳进行检测，结果发现28S条带明显比18S条带更亮，且条带完整性较好，表明该RNA质量合格，能用于后续试验。

qPCR结果显示，KITLG基因在7种组织中均有表达，其在小尾寒羊卵泡期输卵管中的相对表达量最高，其在黄体期小脑与垂体组织中的相对表达量均大于卵泡期且差异显著（P<0.05），在其他组织中的相对表达量差异均不显著（P>0.05）（图1）。

注：*表示同一组织不同时期间差异显著（P<0.05）

图1 KITLG基因在小尾寒羊各组织中的相对表达量

MAPK1基因在小尾寒羊卵泡期大脑组织中的相对表达量最高且极显著高于黄体期（P<0.01），在黄体期下丘脑组织中的相对表达量极显著高于卵泡期（P<0.01）；其在黄体期小脑组织中的相对表达量显著高于卵泡期（P<0.05），其在卵泡期输卵管组织中的相对表达量显著高于黄体期（P<0.05）；其在其他组织中的相对表达量差异均不显著（P>0.05）（图2）。

注：*表示同一组织不同时期间差异显著（P<0.05）；**表示同一组织不同时期间差异极显著（P<0.01）

图2 MAPK1在小尾寒羊各组织中的相对表达量

如图3所示，NOTCH4基因在小尾寒羊黄体期下丘脑组织中的相对表达量最高，其在黄体期子宫组织中的相对表达量显著高于卵泡期（P<0.05），而其在其他组织中的相对表达量差异均不显著（P>0.05）。

注：*表示同一组织不同时期间差异显著（P<0.05）

图3 NOTCH4在小尾寒羊各组织中的相对表达量

如图4所示，NR5A2基因在小尾寒羊黄体期卵巢组织中的相对表达量最高，其在黄体期子宫组织中的相对表达量显著高于卵泡期（P<0.05），而其在其他组织中的相对表达量均无显著差异（P>0.05）。

注：*表示同一组织不同时期间差异显著（P<0.05）

图4 NR5A2在小尾寒羊各组织中的相对表达量

KITLG、MAPK1、NOTCH4和NR5A2基因在卵泡期、黄体期性腺轴相关组织中的表达量有较大差异，这4个基因可能对绵羊发情周期的转换具有一定的调控作用，可作为潜在的候选基因来调控绵羊繁殖力。该研究结果为进一步阐明绵羊高繁殖力的分子机理提供了新思路。