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初情期启动是母猪获得繁殖能力的必要条件，启动的早与迟对母猪的繁殖性能有重要影响。已有的研究表明，在下丘脑组织中DNA甲基化通过影响一些基因的转录活性，参与并调控哺乳动物的初情期启动，说明性腺轴系统的表观遗传修饰可能是调控母猪初情期启动的一种重要分子机制。本研究以初情期前（Pre-Puberty）、初情期（In-Puberty）和初情期后（Post-Puberty）的长大二元杂母猪的性腺轴组织为研究材料，通过简化DNA甲基化测序（RRBS），利用生物信息学技术手段，借助R和Perl语言及天河2号超算平台，比较不同MspI酶切片段范围的RRBS测序文库在猪参考基因组上的应用效果，选择合适的酶切片段构建简化DNA甲基化组学，分析该DNA甲基化组的生物学特征；探索性腺轴的DNA甲基化组学在Pre-Puberty、In-Puberty和Post-Puberty的变化规律及分子调控网络，根据基因间功能关系的远近，筛选候选基因，并采用RT-PCR方法检测部分候选基因的mRNA表达水平。
本研究主要获得以下结果：
（1）获得40-110 bp、110-220 bp和40-220 bp的MspI酶切片段范围构建猪简化DNA甲基化组的技术参数，发现110-220 bp在猪参考基因组上的应用效果最好，并选择该片段范围构建猪简化DNA甲基化组。在猪DNA甲基化组学中，DNA甲基化水平与基因的密度呈负相关，基因转录起始位点附近的CpG位点的甲基化水平与密度呈负相关，高CpG密度启动子的基因和低CpG密度启动子的基因呈现截然不同的甲基化模式。基因和CpG岛（CGI）座位上 CpG位点的甲基化水平与密度分别呈负相关。CGI座位和基因座位之间存在DNA甲基化互作，在CpG位点上这种互作在不同组织间呈现一样的模式，而在非CpG位点上呈现组织特异性模式。
（2）在Pre-Puberty、In-Puberty和Post-Puberty时，卵巢组织的基因组DNA甲基化水平依次降低。垂体组织的基因组DNA甲基化在Pre-Puberty与In-Puberty时差异较小，在而In-Puberty与Post-Puberty时差异较大。下丘脑组织的基因组DNA甲基化在Pre-Puberty时最高，在Post-Puberty时次之，在In-Puberty时最低。在初情期启动的过程中，三种组织基因组的甲基化变化高频率的发生在CGI shores、CGI shelves和intergenic区域上，低频率的发生在CGI、upstream和exon的区域上。
（3）通过构建甲基化差异基因间的功能关系矩阵，根据基因间功能关系距离的远近，在下丘脑、垂体和卵巢组织中分别筛选到297个、279个和273个候选基因，三种组织中筛选到的候选基因高度重叠，都包括 LHB、AR、MMP2、BMP7、BMP6、FGFR1和IGF1R等与初情期启动密切相关的基因。用RT-PCR方法检测三种组织中部分候选基因的mRNA水平，发现这些候选基因的表达水平，在初情期启动的过程中发生显著变化。
（4）在性腺轴系统中，下丘脑组织基因组的DNA甲基化水平最高，垂体的次之，卵巢的最低，并且三者间的差异在Pre-Puberty、In-Puberty和Post-Puberty逐渐加剧。通过构建三种组织中同时被选中的候选基因间的功能关系矩阵，根据基因间功能关系距离的远近，筛选到159个候选基因，包括LHB、AR、MMP2、BMP7、BMP6、IGF1R和FGF家族及WNT家族等，这些基因与Estrogen signaling、GnRH signaling、MAPK signaling pathway和Wnt signaling pathway等信号通路密切相关。
本研究主要结论：（1）用110-220 bp的MspI酶切片段范围构建猪简化DNA甲基化组的应用效果较好；（2）在母猪DNA甲基化组学中，高CpG密度启动子的基因和低CpG密度启动子的基因是截然不同的甲基化模式，并且CGI座位和基因座位之间存在DNA甲基化互作；（3）性腺轴三种组织的甲基化组学的研究表明，DNA甲基化参与母猪初情期的启动，且三种组织中分别存在调控母猪初情期启动的复杂分子网络，以维持各自不同的生物学功能；（4）甲基化差异基因的功能关系矩阵分析表明，在性腺轴系统中LHB、AR、MMP2、BMP7、BMP6和IGF1R等159个基因是参与母猪初情期启动的重要功能基因。这些研究工作为母猪初情期启动机制的表观遗传调控研究奠定了基础。
本研究主要获得以下结果：
（1）获得40-110 bp、110-220 bp和40-220 bp的MspI酶切片段范围构建猪简化DNA甲基化组的技术参数，发现110-220 bp在猪参考基因组上的应用效果最好，并选择该片段范围构建猪简化DNA甲基化组。在猪DNA甲基化组学中，DNA甲基化水平与基因的密度呈负相关，基因转录起始位点附近的CpG位点的甲基化水平与密度呈负相关，高CpG密度启动子的基因和低CpG密度启动子的基因呈现截然不同的甲基化模式。基因和CpG岛（CGI）座位上 CpG位点的甲基化水平与密度分别呈负相关。CGI座位和基因座位之间存在DNA甲基化互作，在CpG位点上这种互作在不同组织间呈现一样的模式，而在非CpG位点上呈现组织特异性模式。
（2）在Pre-Puberty、In-Puberty和Post-Puberty时，卵巢组织的基因组DNA甲基化水平依次降低。垂体组织的基因组DNA甲基化在Pre-Puberty与In-Puberty时差异较小，在而In-Puberty与Post-Puberty时差异较大。下丘脑组织的基因组DNA甲基化在Pre-Puberty时最高，在Post-Puberty时次之，在In-Puberty时最低。在初情期启动的过程中，三种组织基因组的甲基化变化高频率的发生在CGI shores、CGI shelves和intergenic区域上，低频率的发生在CGI、upstream和exon的区域上。
（3）通过构建甲基化差异基因间的功能关系矩阵，根据基因间功能关系距离的远近，在下丘脑、垂体和卵巢组织中分别筛选到297个、279个和273个候选基因，三种组织中筛选到的候选基因高度重叠，都包括 LHB、AR、MMP2、BMP7、BMP6、FGFR1和IGF1R等与初情期启动密切相关的基因。用RT-PCR方法检测三种组织中部分候选基因的mRNA水平，发现这些候选基因的表达水平，在初情期启动的过程中发生显著变化。
（4）在性腺轴系统中，下丘脑组织基因组的DNA甲基化水平最高，垂体的次之，卵巢的最低，并且三者间的差异在Pre-Puberty、In-Puberty和Post-Puberty逐渐加剧。通过构建三种组织中同时被选中的候选基因间的功能关系矩阵，根据基因间功能关系距离的远近，筛选到159个候选基因，包括LHB、AR、MMP2、BMP7、BMP6、IGF1R和FGF家族及WNT家族等，这些基因与Estrogen signaling、GnRH signaling、MAPK signaling pathway和Wnt signaling pathway等信号通路密切相关。
本研究主要结论：（1）用110-220 bp的MspI酶切片段范围构建猪简化DNA甲基化组的应用效果较好；（2）在母猪DNA甲基化组学中，高CpG密度启动子的基因和低CpG密度启动子的基因是截然不同的甲基化模式，并且CGI座位和基因座位之间存在DNA甲基化互作；（3）性腺轴三种组织的甲基化组学的研究表明，DNA甲基化参与母猪初情期的启动，且三种组织中分别存在调控母猪初情期启动的复杂分子网络，以维持各自不同的生物学功能；（4）甲基化差异基因的功能关系矩阵分析表明，在性腺轴系统中LHB、AR、MMP2、BMP7、BMP6和IGF1R等159个基因是参与母猪初情期启动的重要功能基因。这些研究工作为母猪初情期启动机制的表观遗传调控研究奠定了基础。