鹅颗粒细胞脂肪酸合成对卵泡发育的影响及作用机制研究

The low goose laying number restrains the development of goose industry, and the laying number depends mainly on ovarian follicle growth and development. The fatty acid in follicle significantly affects the development and maturity of oocyte and follicle. More than 90% of the fatty acids is synthesized in the liver of poultry, but our previous research indicated fatty acid synthesis can occur in goose granulosa cells, and it may play a role in the follicular development. In this project, the knockout or knock-in vectors of fatty acid synthesis key gene obtained using CRISPR/Cas9 system are transfected with goose granulosa cells, and then the key genes affecting goose granulosa cells by regulating the fatty acid synthesis pathway were screened and verified by transcriptome sequencing and iTRAQ proteomics. The function of the obtained candidate genes was studied. Meanwhile, the activation or inhibition of fatty acid synthesis pathway was activated or inhibited by the tissue cultural of follicular in the isolated goose follicles, and the effect of the activation or inhibition of the fatty acid synthesis pathway on follicular development, follicular atresia and follicular function was detected. Finally, exogenous fatty acid synthesis inhibitor or activator are added in the feed, and the effect of fatty acid synthesis on goose follicle development, follicular atresia, follicular function and laying performance is verified in vivo. In this project the mechanism of fatty acid synthesis in the regulation of the follicle development was studied, and an innovation was put forward to improve the goose laying performance.

鹅产蛋量低是制约鹅业发展的瓶颈，产蛋数的多少主要取决于卵巢上卵泡的生长发育水平。卵泡内的脂肪酸对卵母细胞及卵泡的发育、成熟有显著影响，尽管禽类90%以上的脂肪酸在肝脏合成，但本项目组前期研究已发现鹅卵泡颗粒细胞也存在脂肪酸合成，且可能与卵泡发育的调控有关。本项目拟应用CRISPR/Cas9系统对鹅颗粒细胞内脂肪酸合成关键基因进行定点敲除和敲入，通过转录组测序和iTRAQ蛋白质组学技术筛选鹅颗粒细胞脂肪酸合成途径的关键候选基因，并验证其在颗粒细胞中的功能；通过分离和培养鹅卵泡，在组织水平上检测脂肪酸合成途径的激活及抑制对卵泡发育、闭锁及功能的影响机制；通过外源添加脂肪酸合成抑制剂及激活剂，在个体水平上检测其对鹅卵泡发育、闭锁及产蛋的影响，验证脂肪酸合成对鹅卵泡发育的调控作用。通过项目研究，可以阐明鹅颗粒细胞脂肪酸合成与卵泡发育的关系及其调控机制，为提高鹅产蛋性能的相关研究提供新的思路和依据。

鹅产蛋量低是制约鹅业发展的瓶颈，产蛋数的多少主要取决于卵巢上卵泡的生长发育水平。卵泡内的脂肪酸对卵母细胞及卵泡的发育、成熟有显著影响，尽管禽类90%以上的脂肪酸在肝脏合成，但本项目组前期研究已发现鹅卵泡颗粒细胞也存在脂肪酸合成，且可能与卵泡发育的调控有关。然而，鹅颗粒细胞脂肪酸合成对卵泡发育的影响及作用机制尚不清楚。鉴于此，本项目旨在：1）筛选参与脂肪酸合成途径调控鹅颗粒细胞功能的关键候选基因，并在细胞水平对其进行功能验证，构建脂肪酸合成调控鹅颗粒细胞功能的分子网络；2）从组织和细胞水平探究脂肪酸合成途径对鹅卵泡发育的影响及其调控机理；3）从个体水平揭示外源性添加脂肪酸合成激活和抑制剂对鹅卵泡发育及产蛋性能的影响。通过本项目的实施，获得的主要研究结果包括：1）揭示了鹅不同发育阶段卵泡颗粒细胞的脂质代谢动态变化特征，证实颗粒细胞具有脂肪酸从头合成能力，建立了鹅卵泡膜层细胞体外培养模型及颗粒层-膜层细胞共培养技术体系；2）从细胞和组织水平，应用转录组、代谢组、脂质组等高通量测序技术段筛选并鉴定出参与调控鹅颗粒细胞功能及卵泡发育的脂肪酸合成途径关键基因和miRNAs，并深入探究了部分关键基因和miRNAs对鹅颗粒细胞功能的影响及其作用机制；3）从个体水平，通过外源添加葡萄糖、单宁酸来激活激活、抑制脂肪酸合成途径，明确了脂肪酸合成途径对鹅卵泡发育及产蛋性能的影响。综上，本项目研究结果不仅明确了鹅颗粒细胞脂肪酸合成途径对卵泡发育的影响，筛选出脂肪酸合成途径调控鹅卵泡发育的关键编码和非编码基因并揭示了潜在作用机制，而且为生产上通过添加葡萄糖或单宁酸改变脂肪酸合成途径活性来提高鹅开产整齐度和产蛋性能提供了依据。此外，通过该项目建立的卵泡细胞培养模型、载体构建技术以及筛选出的卵泡发育关键调控因子，为阐明鹅卵泡发育及产蛋性能的生理和遗传调控机制奠定了基础。