鸡卵巢和卵泡中雌激素诱导表达基因的筛选及功能研究

During follicle growth and ovulation, stimulated by FSH, estrogen produced by granulosa cells regualtes the expression of genes involved in ovary function. To identify estrogen-induced genes is required for understanding the molecular mechanism underlying follicle recruitment,hierachy and ovulation. Based on previous genome-wide analysis on differentially expressed genes and miRNA in chicken ovary and follicles, with monoclonal antibody to estrogen receptors alpha and beta,using ChIP-Seq approach we aims to screen estrogen-induced genes in ovary and follicles, validate the expression and analyze the function of newly identified genes and explore the relationship between their expression and follicle growth and ovulation. For some essential genes for follicle growth,we further analyze their expression and polymorphisms in chicken breeds differing in reproduction traits such as age at first egg and find the major gene(s) and DNA markers underlying chicken reproduction, which are likely to be used for molecular breeding of egg production traits in chicken.

在鸡的卵泡生长和排卵过程中，颗粒细胞在促卵泡素等的作用下产生雌激素，后者通过其受体调控卵巢和卵泡相关基因的表达。鉴定受雌激素诱导表达的基因，对于探讨鸡卵泡募集、等级化维持及排卵等过程的分子机制有重要意义。本研究在前期对性成熟前后卵巢和卵泡差异表达基因及miRNA进行全基因组分析的基础上，以针对雌激素受体alpha和beta的单克隆抗体，采用染色质免疫沉淀后测序（ChIP-Seq）方法，筛选鸡卵巢和卵泡中受雌激素诱导表达的基因；对差异显著且功能尚不明确的基因在各级卵泡中的表达进行验证和功能分析，探讨其表达动态与卵泡生长及排卵的关系；对筛选到的与卵泡生长关系密切的基因，对比其在开产日龄等繁殖性状差异明显的鸡品种间表达水平的不同和调控区的多态性，确定控制鸡繁殖性能的主效基因和DNA标记,为鸡产蛋性状的分子育种服务。

在鸡的卵泡生长和排卵过程中，颗粒细胞在促卵泡素等的作用下产生雌激素，后者通过其受体调控卵巢和卵泡相关基因的表达。鉴定受雌激素诱导表达的基因，对于探讨鸡卵泡募集、等级化维持及排卵等过程的分子机制有重要意义。本研究采用染色质免疫沉淀后测序（ChIP-Seq）的方法，筛选鸡卵巢和卵泡中受雌激素诱导表达的基因；对差异显著且功能尚不明确的基因在各级卵泡中的表达进行验证和功能分析，探讨其表达动态与卵泡生长及排卵的关系；对筛选到的与卵泡生长关系密切的基因，对比其在开产日龄等繁殖性状差异明显的鸡品种间表达水平的不同和调控区的多态性，确定控制鸡繁殖性能的主效基因和DNA标记。研究表明，ERα和ERβ在鸡卵巢组织的mRNA相对表达量分别呈现V样和L样表达模式，分别在SY和SW卵泡中高表达。ERα蛋白主要在卵泡颗粒细胞中表达。E2在45d蛋鸡血清中的含量最高。分别在45 d、90 d和160 d的鸡卵巢中鉴定了24886、21680 和 23348个ERα的结合位点，发现6种ERα所结合的基序，每个基序的长度为12bp，共有的基序为（AGAAATGCGTG）。分别在45 d、90 d和160 d鸡的卵巢组织中找到88、95和78个基因。不同阶段间进行对比，找到了各阶段间差异的基因，两个差异阶段所富集的GO terms和pathway明显不同，提示雌激素在这两个阶段调控的基因不同。对peak关联基因及与之相互作用的基因进行的PPI网络图包含47个基因和164个相互作用的边（edge）；其中，10个高度连接的基因包括AKT1，ACTN2，CREB1，EPHA5，DMD，CDK6等。对雌激素调控的基因MMPs 1,3和9，ANXA2等进行了表达特征、调控机制、启动子区多态性及其与鸡产蛋性能关系的分析。上述结果为进一步鉴定雌激素调控的基因，了解雌激素在鸡生殖中的作用奠定了基础，所鉴定的分子标记可用于分子育种以提高鸡的产蛋性能，具有重要的科学意义和应用前景。