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性发育是哺乳动物重要而复杂的生理进程,青春发育期间,机体不仅获得生殖能力,在生长、代谢,内分泌功能等诸方面均发生显著变化。其中性发育启动时间是性发育过程中一个相当关键的表型性状。性发育发育启动是下丘脑-垂体-性腺轴(HPGA)发动、成熟的程序性过程。遗传、环境因素与神经内分泌激素等在不同的程度上均可影响性发育发生发展的进程,很多数据表明50%-80%的差异是由遗传因素控制,但迄今参与调控的关键基因仍没有被发现。 前期的研究中,本实验室筛选出两个性发育启动时间有明显差异的近交品系小鼠C3H/HeJ和C57BL/6J,作为亲本产生F2代,X染色体上的~25cM(DXMit103-DXMit119)的QTL区段与雌鼠阴门开启时间显著相关。接着针对小鼠X染色体初步定位的QTL区段构建数个特异性区段同类系,在N7代家系中将小鼠性发育QTL区段缩短到X染色体rs13483770-rs29055848之间1cM的范围内。本研究在此基础上,针对QTL内候选基因进行转录水平的表达分析,以期从mRNA水平明确与小鼠性发育启动密切相关的候选基因。 本研究主要包括以下三方面的内容:首先选取GAPDH(Glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase)、HPRT1(Hypoxanthinephosphoribosyltransferase)、B2M(β2-microglobulin)、PPIA(PeptidylprolylisomeraseA)、ACTB(Actin,beta)和18SrRNA(18SribosomalRNA)共6个看家基因,对小鼠基因转录表达分析中内参基因进行优选,而对于miRNA的研究直接选取常用的U6作为内参。其次,在精细定位的QTL区段的基础上,选择F9、Mcf2、ATP11c、fgf13、sox3、Gm7076、Gm5637、Gm715、Gm14661、Gm7073共10个基因,利用RT-PCR进行组织定位。在此基础上,以C3H/HeJ和C57BL/6J为对照模型,通过qRT-PCR法比较不同发育阶段、不同组织间目的基因表达水平。 内参基因优选实验结果显示,GAPDH和HPRT1表达最为稳定,PPIA等次之,B2M在不同组织和发育阶段中都几乎无表达。 目标基因转录实验结果显示,Gm14661仅在睾丸中表达,Gm7073在候选组织中均无表达。用2-△△CT法计算不同样本中8个mRNA和1个mir-505的相对表达差异,sox3基因与ATP11c基因类似,在15天时C3H/HeJ小鼠表达水平均有不同程度地低于C57BL/6J,但至45天时,基因表达水平均上升,其中以垂体中的变化幅度大。其他6个mRNA基因的表达模式多样化,无明显规律。C3H/HeJ的mir-505在15天和45天两个发育时期中,下丘脑中相对表达量低;15天垂体中,相对表达水平较低,但到45天时相对表达水平有上升趋势;相比于垂体而言,卵巢组织在两个发育时期间的表达水平高低呈相反结果。 基因表达分析是从mRNA转录水平上筛选、明确功能基因的有效方法。目前,在基因表达分析的多种技术中,反转录实时定量PCR(qRT-PCR)因其技术准确、动态学范围宽广、可重复、便于操作等诸多优点已成为分析基因转录水平的首选。在实时定量PCR中,需使用合适的参照基因进行标准化,以校正转录效率和cDNA用量,弥补制备过程中样本纯度和浓度的差别,从而避免mRNA转录的高动态性、样品操作及下游处理步骤的多变性造成的误差。本研究初步建立了基因表达水平与表型的关系,提示基因间的相互作用或者核苷酸序列变异对性状的遗传力更大,因此,可以进一步结合重测序或者基因调控网络进行研究,同时,将基因的功能缺失/获得结合表型鉴定等多种技术手段,为性发育启动相关基因的鉴定提供有利帮助。