维生素C对藏猪精液4 ℃保存及其精子全基因组DNA甲基化的影响

doi:10.11843/j.issn.0366-6964.2016.05.025

摘要/Abstract

摘要：

旨在研究维生素C对藏猪精液4 ℃保存效果及其精子全基因组DNA甲基化的影响。用手握法采集健康藏猪精液，在改进的猪精液低温稀释液中添加不同浓度的维生素C（0.0、2.5、5.0、7.5、10.0 g•L^-1），4 ℃保存到第5天时，以藏猪精子活力、精子畸形率、精子顶体完整率和质膜完整率为评价指标，探讨维生素C对藏猪精液4 ℃保存的效果；用甲基化荧光定量法检测藏猪新鲜精液组、保存到第5天时未添加维生素C组、添加维生素C组（添加维生素C最佳效果组5.0 g•L^-1）精液DNA甲基化的水平，以探讨维生素C对藏猪精液4 ℃保存所造成的精子全基因组DNA甲基化的影响。结果显示：添加5.0 g•L^-1维生素C 组其精子活力、畸形率、顶体完整率和质膜完整率均显著好于其它组（P＜0.05)；鲜精组、未添加维生素C 组、添加维生素C 组的ＤＮＡ甲基化水平分别为（0.604 7±0.040 3）、（0.920 2±0.016 9）、（0.656 9±0.048 3） ng，鲜精组与添加组均显著低于未添加组（P＜0.05)，而鲜精组与添加组间差异不显著（P＞0.05)。综上表明，在改进的猪精液稀释液中添加5.0 g•L^-1维生素C可以明显改善藏猪精液４ ℃保存的效果，并且可以明显降低４ ℃保存对藏猪精液精子全基因组ＤＮＡ甲基化的影响，这将为藏猪精液低温保存的生产应用奠定基础。

关键词: 维生素C, 藏猪精液, 4 ℃保存, ＤＮＡ甲基化

Abstract:

This research was conducted to study the effect of vitamin C on Tibetan boar semen preserved at 4 ℃ and the subsequent influence on global genome DNA methylation.The semen was collected from Tibetan boar and preserved at 4 ℃ in modified medium supplemented with vitamin C at 0.0，2.5，5.0，7.5，10.0 g•L^-1.Sperm motility，abnormality，acrosome integrity and plasma membrane integrity were evaluated 5 days after preservation.And the global methylation level of the fresh and preserved sperm was detected by using MethylFlash^ＴＭ.The results showed that a significantly higher sperm motility and plasma membrane integrity，acrosome integrity and less abnormality was observed in group supplemented with 5.0 g•L^-1 vitamin C（P＜0.05).DNA methylation levels of fresh sperm (0.604 7±0.040 3) ng and sperm preserved with vitamin C (0.656 9±0.048 3) ng were significantly lower than those preserved without vitamin C (0.920 2±0.016 9) ng （P＜0.05)，but no significant difference was found between fresh semen and sperm preserved with vitamin C（P＞0.05).These results indicated that supplementation of vitamin C at 5.0 g•L^-1 semen extender could improve quality of Tibetan boar semen preservation at 4 ℃ and mitigate effect on DNA methylation of Tibetan boar sperm.The results in the current study would be helpful for further investigation of the freezing protocol for Tibetan boar semen.

Key words: vitamin C, Tibetan boar semen, preservation at 4 ℃, DNA methylation

中图分类号:

任子利，赵彦玲，王建洲，李瑜鑫，商鹏，强巴央宗. 维生素C对藏猪精液4 ℃保存及其精子全基因组DNA甲基化的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2016, 47(5): 1057-1061.

REN Zi-li，ZHAO Yan-ling，WANG Jian-zhou，LI Yu-xin，SHANG Peng，CHAMBA Yangzom. Effect of Vitamin C on Tibetan Boar Semen Preserved at 4 ℃ and Levels of the Sperm Global Genome DNA Methylation[J]. ACTA VETERINARIA ET ZOOTECHNICA SINICA, 2016, 47(5): 1057-1061.

参考文献

［1］强巴央宗，谢庄，田发益.高原藏猪现状与保种策略［J］.中国畜牧杂志，2001，37(6)：46-47.
CHAMBA Y Z，XIE Z，TIAN F Y.Status and protective strategy of plateau Tibet pig［J］.Chinese Journal of Animal Science，2001，37(6)：46-47.(in Chinese)
［2］YESTE M.Recent advances in boar sperm cryopreservation：state of the art and current perspectives［J］.Reprod Domest Anim，2015，50(Suppl 2)：71-79.
［3］KUMARESAN A，KADIRVEL G，BUJARBARUAH K M，et al.Preservation of boar semen at 18 degrees C induces lipid peroxidation and apoptosis like changes in spermatozoa［J］.Anim Reprod Sci，2009，110(1-2)：162-171.
［4］胡传活，许春荣，陆媚，等.黄芪多糖对猪精液低温保存的影响［J］.中国兽医学报，2015，35(1)：150-154.
HU C H，XU C R，LU M，et al.Effects of astragalan on low temperature preservation of boar semen［J］.Chinese Journal of Veterinary Science ，2015，35(1)：150-154.(in Chinese)
［5］JOHNSON L A，WEITZE K F，FISER P，et al.Storage of boar semen［J］.Anim Reprod Sci，2000，62(1-3)：143-172.
［6］ASTON K I，UREN P J，JENKINS T G，et al.Aberrant sperm DNA methylation predicts male fertility status and embryo quality［J］.Fertil Steril，2015，104(6)：1388-1397.
［7］李芳.四种抗氧化剂对猪精液冷冻保存效果的研究［D］.杨凌：西北农林科技大学，2012.
LI F.Study on four antioxidants for crypreservation of boar spermatozoa［D］.Yangling：Northwest A & F University，2012.(in Chinese)
［8］陆媚，许春荣，刘德玉，等.水蛭素对猪精液低温保存的影响［J］.黑龙江畜牧兽医，2014(17)：68-72.
LU M，XU C R，LIU D Y，et al.Effects of hirudin on low temperature preservation of boar semen［J］.Heilongjiang Animal Science and Veterinary Medicine，2014(17)：68-72.(in Chinese)
［9］BENCHAIB M，AJINA M，BRAUN V，et al.DNA sperm methylation in assisted reproductive techniques［J］.Gynecol Obstet Fertil，2006，34(9)：836-839.
［10］CISNEROS F J.DNA methylation and male infertility［J］.Front Biosci，2004，9：1189-1200.
［11］孙时军，朱华鸿，陈晓峰，等.低温保护剂对４ ℃保存猪精液活率的影响［J］.上海畜牧兽医通讯，2012 (4)：28-29.
SUN S J，ZHU H H，CHEN X F，et al.Effects of sperm motility of cryoprotectant on ４ ℃ temperature preservation of boar semen［J］.Shanghai Journal of Animal Husbandry and Veterinary Medicine，2012(4)：28-29.(in Chinese)
［12］许春荣，陆媚，刘德玉，等.L-精氨酸对猪精液低温保存效果的影响［J］.西北农业学报，2014，23(11)：12-16.
XU C R，LU M，LIU D Y，et al.Effects of L-Arg on low temperature preservation of boar semen［J］.Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica，2014，23(11)：12-16.(in Chinese)
［13］葛少钦，赵峥辉，张雪倩，等.精子表观遗传修饰及其在胚胎发育过程中的潜在作用［J］.遗传，2014，36(5)：439-446.
GE S Q，ZHAO Z H，ZHANG X Q，et al.Epigenetic modifications in human spermatozoon and its potential role in embryonic development［J］.Hereditas，2014，36(5)：439-446.(in Chinese)
［14］WATERHOUSE K E，GJELDNES A，TVERDAL A，et al.Alterations of sperm DNA integrity during cryopreservation procedure and in vitro incubation of bull semen［J］.Anim Reprod Sci，2010，117(1-2)：34-42.
［15］BOE-HANSEN G B，CHRISTENSEN P，VIBJERG D，et al.Sperm chromatin structure integrity in liquid stored boar semen and its relationships with field fertility［J］.Theriogenology，2008，69(6)：728-736.
［16］SHEN L，KONDO Y，GUO Y，et al.Genome-wide profiling of DNA methylation reveals a class of normally methylated CpG island promoters［J］.PLoS Genet，2007，3(10)：2023-2036.
［17］BENCHAIB M，BRAUN V，RESSNIKOF D，et al.Influence of global sperm DNA methylation on IVF results［J］.Hum Reprod，2005，20(3)：768-773.
［18］VERMA A，RAJPUT S，DE S，et al.Genome-wide profiling of sperm DNA methylation in relation to buffalo (Bubalus bubalis) bull fertility［J］.Theriogenology，2014，82(5)：750-759.
［19］TUNC O，TREMELLEN K.Oxidative DNA damage impairs global sperm DNA methylation in infertile men［J］.J Assist Reprod Genet，2009，26(9-10)：537-544.
［20］KLÄVER R，BLEIZIFFER A，REDMANN K，et al.Routine cryopreservation of spermatozoa is safe--evidence from the DNA methylation pattern of nine spermatozoa genes［J］.J Assist Reprod Genet，2012，29(9)：943-950.

[1]	甘麦邻, 杨大洪, 谭娅, 杨琼, 蒲红州, 张顺华, 朱砺. 环境因素引起的哺乳动物跨代DNA甲基化修饰现象[J]. 畜牧兽医学报, 2017, 48(12): 2225-2231.
[2]	刘孜斐, 邓明田, 任才芳, 万永杰, 王锋. 克隆山羊成纤维细胞IGF2-H19基因座甲基化分析[J]. 畜牧兽医学报, 2017, 48(12): 2277-2285.
[3]	甘麦邻, 杨大洪, 谭娅, 杨琼, 蒲红州, 张顺华, 朱砺. 环境因素引起的哺乳动物跨代DNA甲基化修饰现象[J]. 畜牧兽医学报, 2017, 48(12): 2225-2231.
[4]	刘孜斐, 邓明田, 任才芳, 万永杰, 王锋. 克隆山羊成纤维细胞IGF2-H19基因座甲基化分析[J]. 畜牧兽医学报, 2017, 48(12): 2277-2285.
[5]	王晓铄, 赵会敏, 唐天, 李凯, 钱旭, 张雪, 图雅, 郑云胜, 王怀栋, 俞英. CD4基因的DNA甲基化修饰在家畜抗病育种中的应用[J]. 畜牧兽医学报, 2017, 48(10): 1796-1806.
[6]	王晓铄, 赵会敏, 唐天, 李凯, 钱旭, 张雪, 图雅, 郑云胜, 王怀栋, 俞英. CD4基因的DNA甲基化修饰在家畜抗病育种中的应用[J]. 畜牧兽医学报, 2017, 48(10): 1796-1806.
[7]	任子利，赵彦玲，王建洲，李瑜鑫，商鹏，强巴央宗. 维生素C对藏猪精液4 ℃保存及其精子全基因组DNA甲基化的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2016, 47(5): 1057-1061.
[8]	曹林，曾秋凤，张克英，丁雪梅，白世平，罗玉衡，王建萍，玄玥，宿卓薇. 维生素C调控肉鸡缺氧肺动脉血管平滑肌细胞缺氧诱导因子-1α mRNA转录的分子机制[J]. 畜牧兽医学报, 2016, 47(5): 1033-1040.
[9]	曹林，曾秋凤，张克英，丁雪梅，白世平，罗玉衡，王建萍，玄玥，宿卓薇. 维生素C调控肉鸡缺氧肺动脉血管平滑肌细胞缺氧诱导因子-1α mRNA转录的分子机制[J]. 畜牧兽医学报, 2016, 47(5): 1033-1040.
[10]	贾文超，刘亮亮，吴贤锋，赵钊艳，王珂，王毛，高静，王立强，陈宏，潘传英，蓝贤勇. 山羊STAT3基因克隆、生物信息学分析及甲基化修饰研究[J]. 畜牧兽医学报, 2016, 47(3): 457-466.
[11]	贾文超，刘亮亮，吴贤锋，赵钊艳，王珂，王毛，高静，王立强，陈宏，潘传英，蓝贤勇. 山羊STAT3基因克隆、生物信息学分析及甲基化修饰研究[J]. 畜牧兽医学报, 2016, 47(3): 457-466.
[12]	曹林，曾秋凤，张克英，丁雪梅，白世平，罗玉衡，王建萍，玄玥，宿卓薇. 维生素C对肉鸡缺氧肺动脉平滑肌细胞缺氧诱导因子-1α转录水平的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2016, 47(2): 388-396.
[13]	曹林，曾秋凤，张克英，丁雪梅，白世平，罗玉衡，王建萍，玄玥，宿卓薇. 维生素C对肉鸡缺氧肺动脉平滑肌细胞缺氧诱导因子-1α转录水平的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2016, 47(2): 388-396.
[14]	吴茜红，张明月，杨文志，吴国江，李世杰. 牛Wif1基因印记及甲基化调控印记的分子机制研究[J]. 畜牧兽医学报, 2015, 46(8): 1325-1332.
[15]	吴茜红，张明月，杨文志，吴国江，李世杰. 牛Wif1基因印记及甲基化调控印记的分子机制研究[J]. 畜牧兽医学报, 2015, 46(8): 1325-1332.