钱花肉羊 Caspase9 基因及蛋白质的表征、多态性分析与表达特征及精液量关系研究

《BMC Genomics》：Structure of Caspase9 gene in Qianhua Mutton Merino and its association with spermatogenic function analysis

　　

摘要

背景

精液质量影响交配效率，是评估繁殖性能的关键指标。精子浓度和活力是精液质量的重要指标，与精子发生过程中的微环境及细胞凋亡的动态调节密切相关。半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶9（Caspase9）是细胞线粒体凋亡途径的关键组成部分，有助于维持精子发生与细胞凋亡之间的平衡。然而，关于Caspase9基因多态性、蛋白质特性及其在公羊繁殖中的表达的研究仍然有限。

结果

克隆得到的Caspase9编码序列编码了一种含有426个氨基酸的蛋白质。生物信息学分析表明Caspase9是一种不稳定的蛋白质，其不稳定性指数为50.11，平均疏水性得分为-0.350，并预测该蛋白缺乏信号肽和跨膜区域。研究发现了两个保守结构域：CARD和CAsc。在Caspase9基因中检测到了9个单核苷酸多态性（SNPs）。g.252位点表现出较低的多态性，而其他8个位点则表现出中等程度的多态性。三个SNP（g.252 C > T、g.345 G > A和g.397 T > C）为同义突变。经过多重比较校正后，g.129位点为CC基因型的公羊的精液量显著高于CT和TT基因型的公羊（P < 0.01）。性成熟后，睾丸中的Caspase9 mRNA表达显著上调，相应地Caspase9蛋白质表达也显著增加（P < 0.01）。性成熟后，睾丸中的NFATc4 mRNA表达显著下调，但其蛋白质表达显著增加（P < 0.01）。睾丸中的VEGF mRNA表达显著高于其他生殖组织（P < 0.05），而不同生殖阶段的睾丸VEGF蛋白质表达未见显著差异。

结论

本研究对Qianhua肉羊公羊中的Caspase9基因和蛋白质进行了表征，并鉴定出9个SNPs。经多重比较校正后，g.129 C > T多态性与精液量显著相关。Caspase9的表达具有组织依赖性和生殖阶段依赖性，其在睾丸中的mRNA和蛋白质表达在性成熟后均显著增加。NFATc4和VEGF在不同生殖组织和发育阶段中也表现出不同的表达模式。这些发现为进一步研究Caspase9作为与精液质量相关分子标记的潜力及其在公羊繁殖功能中的作用提供了依据。

背景

精液质量影响交配效率，是评估繁殖性能的关键指标。精子浓度和活力是精液质量的重要指标，与精子发生过程中的微环境及细胞凋亡的动态调节密切相关。半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶9（Caspase9）是细胞线粒体凋亡途径的关键组成部分，有助于维持精子发生与细胞凋亡之间的平衡。然而，关于Caspase9基因多态性、蛋白质特性及其在公羊繁殖中的表达的研究仍然有限。

结果

克隆得到的Caspase9编码序列编码了一种含有426个氨基酸的蛋白质。生物信息学分析表明Caspase9是一种不稳定的蛋白质，其不稳定性指数为50.11，平均疏水性得分为-0.350，并预测该蛋白缺乏信号肽和跨膜区域。研究发现了两个保守结构域：CARD和CAsc。在Caspase9基因中检测到了9个单核苷酸多态性（SNPs）。g.252位点表现出较低的多态性，而其他8个位点则表现出中等程度的多态性。三个SNP（g.252 C > T、g.345 G > A和g.397 T > C）为同义突变。经过多重比较校正后，g.129位点为CC基因型的公羊的精液量显著高于CT和TT基因型的公羊（P < 0.01）。性成熟后，睾丸中的Caspase9 mRNA表达显著上调，相应地Caspase9蛋白质表达也显著增加（P < 0.01）。性成熟后，睾丸中的NFATc4 mRNA表达显著下调，但其蛋白质表达显著增加（P < 0.01）。睾丸中的VEGF mRNA表达显著高于其他生殖组织（P < 0.05），而不同生殖阶段的睾丸VEGF蛋白质表达未见显著差异。

结论

本研究对Qianhua肉羊公羊中的Caspase9基因和蛋白质进行了表征，并鉴定出9个SNPs。经多重比较校正后，g.129 C > T多态性与精液量显著相关。Caspase9的表达具有组织依赖性和生殖阶段依赖性，其在睾丸中的mRNA和蛋白质表达在性成熟后均显著增加。NFATc4和VEGF在不同生殖组织和发育阶段中也表现出不同的表达模式。这些发现为进一步研究Caspase9作为与精液质量相关分子标记的潜力及其在公羊繁殖功能中的作用提供了依据。