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本研究采用HE染色、IHC染色、RT-PCR技术对摩杂一代水牛、广西沼泽型水牛、荷斯坦奶牛、广西本地黄牛GnRH的分布表达迸行对比研究,并分别在品种、性别之间对GnRH及其受体进行对比定位和表达研究,为水牛改良得到较强生产繁殖性能提供组织形态学和分子生物学的基础资料和理论依据。
通过实验本论文得到主要的研究结果如下:
实验一GnRH在不同品种牛的下丘脑中的IHC定位
1.研究表本地公黄牛下丘脑各核团GnRH阳性细胞个数最少,荷斯坦公牛最多。本地母黄牛各核团GnRH阳性细胞个数最少,荷斯坦母牛和摩拉杂交母水牛最多,提示下丘脑各核团中GnRH免疫阳性细胞的多少与牛的生产性能有关系,GnRH阳性细胞个数可能可作为选种的重要指标依据。
2.GnRH在不同生产性能牛下丘脑中分布广泛,最主要分布在弓状核、视上核、乳头体核和室旁核等核团。提示这四个核团与GnRH的合成密切相关。本地母黄牛阳性细胞最小(P<0.05),荷斯坦母牛最大。本地公黄牛GnRH阳性细胞较小,摩拉杂交公水牛最大,提示GnRH阳性细胞大小可能与动物性腺的发育、生理机能的产生有关。
3.研究结果显示,在摩拉杂交公水牛弓状核、沼泽型公水牛腹内侧核同其他品种牛图像平均光密度差异显著(P<0.05)。荷斯坦母牛在多数核团同其他品种母牛比较差异显著(P<0.05)。提示GnRH阳性物质在不同生产性能、性别牛下丘脑部核团的分布有差异。
实验二GnRH在不同品种牛的垂体中的IHC定位
1.在不同生产性能品种牛腺垂体中分布不等的GnRH阳性物质,摩拉杂交母水牛较其他三品种高,且差异显著(P<0.05)。公牛中,摩拉杂交公水牛腺垂体中阳性细胞最大,差异显著(P<0.05),其细胞大小、平均光密度值不同提示GnRH在不同生产性能和不同生理期的机体内分泌环境有关。
2.在神经垂体中未发现GnRH阳性细胞,但发现阳性纤维。另外在腺垂体远侧部细胞均呈GnRH免疫反应阳性。提示GnRH对腺垂体激素分泌可能直接通过神经调节,而神经垂体可能只是其调节过程的通路。
实验三GnRH在不同品种牛的性腺中的IHC定位
1.在卵巢内,阳性细胞主要为颗粒层细胞和黄体粒细胞。在睾丸中,阳性细胞主要存在于间质细胞和生精细胞。提示其在生殖调控中可能直接和生殖器官发生作用,调节这些细胞和器官的功能。
2.通过比较显示在卵巢中阳性细胞大小方面荷斯坦奶牛阳性细胞和摩拉杂交水牛、本地黄牛相比差异显著(P<0.05),四种不同生产性能的牛就细胞阳性个数差异极显著(P<0.01),摩拉杂交母水牛阳性细胞个数最多,而平均光密度无显著差异性。本地黄牛睾丸中阳性细胞最小,差异显著(P<0.05),细胞阳性个数差异极显著(P<0.Ol),以荷斯坦奶牛阳性细胞个数最多。提示他们在性腺的分布差异可能与生产性能有关。
实验四不同品种牛的HPG轴中GnRH-R mRNA的表达及序列分析
1.RT-PCR研究方法表明,在牛HPG轴中,以垂体中的GnRH-R mRNA水平最高,并且在在分泌GnRH的下丘脑神经元上也存在GnRH的特异性结合位点,提示脑内存在GnRH自分泌调节机制,垂体中以腺垂体远侧部边缘区表达量最高,主要分布表达在LH和FSH的促性腺激素细胞上这表明GnRH主要作用于脑垂体通过旁分泌或自分泌而调控促进Gnt的合成与释放,从而对牛的发情和繁殖性能进行调控。
2.在性腺均有GnRH-R基因表达。经序列分析显示和垂体中的GnRH-R cDNA序列相一致。通过IHC在性腺组织中发现有GnRH阳性细胞存在,提示GnRH在性腺水平发挥着自分泌及旁分泌作用,也可直接或间接参与性腺类固醇的功能活动,调节性腺器官和细胞的功能。
3.经灰度分析比较得出GnRH-R mRNA的表达量高低顺序依次为:垂体高于性腺高于下丘脑。荷斯坦母牛GnRH-R mRNA的表达率较其他母牛高,摩拉杂交公水牛较其他公牛高。试验得出GnRH-R mRNA核苷酸长1008bp,实验动物GnRH-R cDNA结构具有很强的保守性,荷斯坦奶牛、摩拉杂交水牛、本地沼泽型水牛和广西黄牛与己公布的美国牛属动物GnRH-RcDNA序列分别高达99.4%、99.2%、99.1%、97.7%的同源性。
综上所述,GnRH及其受体在HPG轴均有表达,不同品种牛表达量不同,所测阳性细胞大小、阳性面积、平均光密度数据显示,选种时母牛中以荷斯坦奶牛最好,公牛以摩拉杂交公牛最好。本实验首次用RT-PCR方法对四种牛GnRH-R进行了扩增并对其序列同源性进行了对比分析。