高原动物生殖生物学科组在牦牛精子发生和基因表达特征研究上取得新进展

家牦牛是青藏高原特有畜种，对高寒极端环境有良好的适应能力，但放牧条件下牦牛繁殖率低，性成熟晚。目前，我们对牦牛生殖生理，尤其是精子发生缺乏了解。精子发生是一个细胞特化的复杂发育过程，主要包括精原细胞的有丝分裂、精母细胞的减数分裂以及精子变形三个重要的步骤。持续、稳定的精子发生依赖于精原干细胞的形成和功能维持。哺乳动物精原干细胞来源于胎儿期形成的性原细胞，后者在出生后的性腺内发育为精原干细胞和分化型精原细胞。

高原动物生殖生物学科组通过组织学、免疫组织化学以及转录组等方法研究了3月龄、5月龄、8月龄以及24月龄四个不同发育时期雄性牦牛生殖细胞发育过程，发现牦牛性原细胞向精原细胞的过渡时间和普通牛相似，并不存在发育延迟现象。通过睾丸差异基因表达分析发现，牦牛性原细胞向精原细胞转变过程中有11904个差异显著的转录本，精原细胞向精母细胞发育过程中有4381个差异显著转录本，精母细胞到精子发育过程中仅有2459个差异显著的转录本。通过进一步分析筛选，发现趋化因子受体CXCR4仅在性原细胞以及一小部分精原细胞表达，可作为性原细胞和精原细胞筛选的表面标记。本研究为理解牦牛生殖细胞发育过程以及挖掘重要的精原干细胞调控因子提供了重要的参考，也为筛选牦牛远缘杂交雄性不育基因提供了数据支持。

相关论文“Gene expression dynamics during the gonocyte to spermatogonial transition and spermatogenesis in the domestic yak”于2019年7月12日在动物科学领域TOP期刊《Journal of Animal Science and Biotechnology》在线发表。博士研究生王国文为论文第一作者，杨其恩研究员为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划(2016YFC0501805)、青海省科学技术厅重点研发与转化项目（2017-NK-154）、中国科学院STS项目（KFJ-STS-QYZD-113）和中国科学院“百人计划”等项目的资助。学科组依托中科院高原生物适应与进化重点实验室和青海省动物生态基因组学重点实验室。

论文链接： https://jasbsci.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40104-019-0360-7

图：牦牛生殖细胞发育过程和基因表达差异分析示意图