The differences in small noncoding RNAs (sncRNAs), including miRNAs, piRNAs, and tRNA-derived fragments (tsRNAs), between X and Y sperm of mammals remain unclear. Here, we employed high-throughput sequencing to systematically compare the sncRNA profiles of X and Y sperm from bulls (n = 3), which may have a wider implication for the whole mammalian class. For the comparison of miRNA profiles, we found that the abundance of bta-miR-652 and bta-miR-378 were significantly higher in X sperm, while nine miRNAs, including bta-miR-204 and bta-miR-3432a, had greater abundance in Y sperm (p < 0.05). qPCR was then used to further validate their abundances. Subsequent functional analysis revealed that their targeted genes in sperm were significantly involved in nucleosome binding and nucleosomal DNA binding. In contrast, their targeted genes in mature oocyte were significantly enriched in 11 catabolic processes, indicating that these differentially abundant miRNAs may trigger a series of catabolic processes for the catabolization of different X and Y sperm components during fertilization. Furthermore, we found that X and Y sperm showed differences in piRNA clusters distributed in the genome as well as piRNA and tsRNA abundance, two tsRNAs (tRNA-Ser-AGA and tRNA-Ser-TGA) had lower abundance in X sperm than Y sperm (p < 0.05). Overall, our work describes the different sncRNA profiles of X and Y sperm in cattle and enhances our understanding of their potential roles in the regulation of sex differences in sperm and early embryonic development.

中文翻译：

---

公牛 X 和 Y 精子之间小非编码 RNA 谱的差异

哺乳动物 X 和 Y 精子之间的非编码小 RNA (sncRNA)，包括 miRNA、piRNA 和 tRNA 衍生片段 (tsRNA) 的差异仍不清楚。在这里，我们采用高通量测序系统地比较了公牛（n = 3）的 X 和 Y 精子的 sncRNA 谱，这可能对整个哺乳动物类别有更广泛的影响。对于 miRNA 谱的比较，我们发现 X 精子中 bta-miR-652 和 bta-miR-378 的丰度显着更高，而包括 bta-miR-204 和 bta-miR-3432a 在内的 9 种 miRNA 的丰度更高Y 精子的丰度（p < 0.05）。然后使用 qPCR 进一步验证它们的丰度。随后的功能分析表明，它们在精子中的靶基因显着参与核小体结合和核小体 DNA 结合。相比之下，它们在成熟卵母细胞中的靶基因在 11 个分解代谢过程中显着富集，表明这些差异丰富的 miRNA 可能触发一系列分解代谢过程，以在受精过程中分解不同的 X 和 Y 精子成分。此外，我们发现 X 和 Y 精子在基因组中分布的 piRNA 簇以​​及 piRNA 和 tsRNA 丰度上存在差异，两种 tsRNA（tRNA-Ser-AGA 和 tRNA-Ser-TGA）在 X 精子中的丰度低于 Y 精子(p < 0.05)。总的来说，我们的工作描述了牛中 X 和 Y 精子的不同 sncRNA 谱，并增强了我们对它们在调节精子和早期胚胎发育的性别差异中的潜在作用的理解。表明这些差异丰富的 miRNA 可能会触发一系列分解代谢过程，以在受精过程中分解不同的 X 和 Y 精子成分。此外，我们发现 X 和 Y 精子在基因组中分布的 piRNA 簇以​​及 piRNA 和 tsRNA 丰度上存在差异，两种 tsRNA（tRNA-Ser-AGA 和 tRNA-Ser-TGA）在 X 精子中的丰度低于 Y 精子(p < 0.05)。总的来说，我们的工作描述了牛中 X 和 Y 精子的不同 sncRNA 谱，并增强了我们对它们在调节精子和早期胚胎发育的性别差异中的潜在作用的理解。表明这些差异丰富的 miRNA 可能会触发一系列分解代谢过程，以在受精过程中分解不同的 X 和 Y 精子成分。此外，我们发现 X 和 Y 精子在基因组中分布的 piRNA 簇以​​及 piRNA 和 tsRNA 丰度上存在差异，两种 tsRNA（tRNA-Ser-AGA 和 tRNA-Ser-TGA）在 X 精子中的丰度低于 Y 精子(p < 0.05)。总的来说，我们的工作描述了牛中 X 和 Y 精子的不同 sncRNA 谱，并增强了我们对它们在调节精子和早期胚胎发育的性别差异中的潜在作用的理解。我们发现 X 和 Y 精子在基因组中分布的 piRNA 簇以​​及 piRNA 和 tsRNA 丰度上存在差异，两种 tsRNA（tRNA-Ser-AGA 和 tRNA-Ser-TGA）在 X 精子中的丰度低于 Y 精子（p < 0.05)。总的来说，我们的工作描述了牛中 X 和 Y 精子的不同 sncRNA 谱，并增强了我们对它们在调节精子和早期胚胎发育的性别差异中的潜在作用的理解。我们发现 X 和 Y 精子在基因组中分布的 piRNA 簇以​​及 piRNA 和 tsRNA 丰度上存在差异，两种 tsRNA（tRNA-Ser-AGA 和 tRNA-Ser-TGA）在 X 精子中的丰度低于 Y 精子（p < 0.05)。总的来说，我们的工作描述了牛中 X 和 Y 精子的不同 sncRNA 谱，并增强了我们对它们在调节精子和早期胚胎发育的性别差异中的潜在作用的理解。