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热应激蛋白表达与种公牛精液品质相关性的研究

作 者: 张莹
导 师: 刘松财
学 校: 吉林大学
专 业: 生物化学与分子生物学
关键词: 种公牛 热应激 精液品质 酶活力 HSPs
分类号: S823
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


肉牛及种公牛的饲养经常会受到各种应激源的影响,比如夏季环境高温、饲料营养改变、流行传染病等,均会影响其生产力。随着全球温室效应加剧,气温逐年升高,很多种牛饲养基地受到夏季高温高湿环境影响,冻精产品质量下降不能够达到国家标准,在夏季被迫停产2-3个月,夏季热应激已成为制约冻精生产乃至夏季肉牛生产的重要因素之一。目前科研机构对种公牛热应激的研究主要集中在其内分泌系统,通常是以种公牛体内激素浓度作为热应激程度的指标。但是,由于激素在体内变化具有瞬时性,用激素浓度变化作为热应激的指标性参数,显然不具备科学性和实用性。近年来,随着科学家对热应激蛋白(HSPs)的研究越来越深入,种公牛热应激的研究有了新的切入点。热应激蛋白家族受多种外因(包括高温环境刺激)的影响,一般通过表达量的变化,响应外界的应激刺激,起到调节和保护作用。研究表明:诱导型的HSPs,在奶牛的热应激调节中有十分重要的意义,HSP70可以作为其热应激的一种指标性参数。为此,探讨HSPs是否可以成为种公牛热应激的指标也具有了一定的必要性。本研究通过温湿指数(THI)确定种公牛的热应激程度,将种公牛分为:非热应激组(春)、轻度热应激组a(初夏)、中重度热应激(夏)和轻度热应激b(初秋),探讨夏季高温对种公牛精液品质的影响及与诱导型HSP60、HSP70和HSP90表达的相关性。实验一:对3个品种西门塔尔、利木赞和延边黄牛(各15头)种公牛进行精液品质和顶体反应相关酶活力分析,所得数据采用SPSS数据统计软件进行对比,包括:在不同热应激程度下,种公牛精液品质的差异;在相同热应激程度下,不同品种间精液品质差异两个方面。实验结果表明:1)夏季中重度热应激可造成种公牛精液品质显著下降。种公牛精液各项指标在非热应激组与各个热应激组间均存在显著差异(P<0.05)。精子顶体完整率,畸形率,活力三个指标,均为中重度热应激组最差,与其他组别差异显著(P<0.05);而精子密度在整个夏季持续降低,轻度热应激组b(初秋)的精子密度为最低。三个品种之中,延边黄牛相比其他两个品种,各项指标的变化幅度最小,表现出一定的热耐受性。2)中重度热应激致使种公牛的几种顶体反应相关酶的活力紊乱,各个品种间酶活力也存在较大差异。三个品种中非热应激组中透明质酸酶(HYD)、乳酸脱氢酶(LDH)的活力与其他组相比活力较高,同时酸性磷酸酶(ACP)的活力处于最低值。延边黄牛顶体酶活力与其他两个品种相比有不同的变化趋势,酶活力呈平稳降低,且下降幅度低。3)虽然受到夏季高温环境的影响,三个品种公牛精液质量均呈总体降低态势,并且在精子形态学和酶活力两个层面上均有较大改变。西门塔尔种公牛精液的影响最为明显,而延边黄牛则表现出抗热性。实验二:以西门塔尔种公牛为实验对象,用Western-blot和RT-PCR方法检测种公牛在不同热应激状态下,精子所含的HSP60、HSP70、HSP90蛋白及mRNA的表达量变化。实验数据均用SPSS软件,统计分析精液品质与热应激蛋白表达的相关性。结果显示:1)中重度热应激种公牛、轻度热应激a、b和非热应激组中均有HSP60、HSP70、HSP90蛋白表达,但不同热应激程度会导致其在表达量上的变化。非热应激组与热应激各组在蛋白及核酸表达量方面均有显著差异(P<0.05),同时3种HSPs在蛋白和核酸两个层面的表达趋势上,则呈现出各自的特点。以上实验结果证明1)热应激导致种公牛精液品质下降,且顶体反应相关酶活力紊乱。2)热应激导致西门塔尔种公牛,在精液品质和酶活力两个层面均有较大改变。3个品系中,其精液受到夏季热应激影响最为明显。延边黄牛的各项指标变化最小,相较其他两个品种(西门塔尔和利木赞)对高温抗性明显。3)三种热应激蛋白,在不同温度的刺激诱导下,均有不同程度的表达量变化。从三种应激蛋白的表达看,以HSP90对应热刺激的敏感性最高,并且与精子活力、顶体完整率和精子畸形率均有一定相关性,可考虑以HSP90的表达量作为监测种公牛热应激的新指标。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-11
英文缩略词  11-12
引言  12-13
第1章 热应激及其研究进展  13-27
  1.1 热应激反应的研究  13-15
  1.2 热应激蛋白的研究  15-22
    1.2.1 热应激蛋白的概念  15-16
    1.2.2 热应激蛋白的分类  16-20
    1.2.3 热应激蛋白的功能  20-22
    1.2.4 热应激蛋白的应用  22
  1.3 热应激对种公牛养殖的影响  22-27
    1.3.1 热应激对猪的影响  23-24
    1.3.2 热应激对鸡的影响  24
    1.3.3 热应激对水貂的影响  24-25
    1.3.4 热应激对牛的影响  25-27
第2章 热应激对种公牛精液品质及顶体反应酶活力的影响  27-44
  2.1 材料与方法  27-33
    2.1.1 实验动物  27
    2.1.2 实验主要仪器和试剂  27-29
    2.1.3 热应激种公牛精液样品采集及精液品质检测  29-30
    2.1.4 种公牛精液品质的检测  30-31
    2.1.5 精液中酶活力检测  31-33
  2.2 实验结果  33-40
    2.2.1 获得不同程度热应激的种公牛精液样品  33-34
    2.2.2 种公牛精液品质的检测结果  34-36
    2.2.3 种公牛精液酶活力检测  36-40
  2.3 讨论  40-44
    2.3.1 影响种公牛精液品质的几种因素  40-42
    2.3.2 热应激对精液中顶体反应相关酶类活力的影响  42-44
第3章 热应激种公牛精液中HSPs基因表达及含量的检测  44-62
  3.1 实验材料  44
  3.2 主要仪器和试剂  44-45
    3.2.1 主要仪器  44-45
    3.2.2 主要试剂  45
  3.3 实验方法  45-51
    3.3.1 Western blot检测  45-47
    3.3.2 RT-PCR  47-51
  3.4 实验结果  51-57
    3.4.1 Western blot结果  51-53
    3.4.2 RT-PCR实验结果  53-56
    3.4.3 生物统计学分析  56-57
  3.5 讨论  57-62
    3.5.1 Western blot对种公牛精液HSPs蛋白检测  57-59
    3.5.2 RT-PCR对种公牛精液HSPs mRNA的检测  59-60
    3.5.3 HSPs表达与HSPs mRNA转录关系分析  60-62
结论  62-63
参考文献  63-71
致谢  71

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中图分类: > 农业科学 > 畜牧、动物医学、狩猎、蚕、蜂 > 家畜 >
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