绵羊Otx-2基因的分子克隆、组织表达及其与季节性繁殖关系的研究

doi:10.11843/j.issn.0366-6964.2015.05.003

摘要/Abstract

摘要：

旨在研究绵羊Otx-2基因与绵羊繁殖的关系，从阿勒泰绵羊下丘脑组织中克隆Otx-2及MT1、KISS-1、GnRH基因CDs（Coding region）区部分序列，采用RT-PCR分析了这些基因在心、肝、脾、肺、肾、大肠、小肠、胃、大脑、小脑、子宫、垂体、松果体、下丘脑和甲状腺组织中的表达差异；进一步用实时荧光定量PCR方法分析繁殖期和繁殖间期绵羊下丘脑中这些基因在日间和夜间表达的变化规律。结果表明，Otx-2和KISS-1、MT1基因在各组织中均有不同程度的表达，其中Otx-2和KISS-1在下丘脑中的表达量较高。Otx-2基因与KISS-1和GnRH基因在繁殖期的表达量均高于繁殖间期的表达量，且均表现出夜间的表达量极显著高于日间表达量的相似表达规律，综上表明，Otx-2基因可能参与绵羊的季节性繁殖调控。

Abstract:

In order to understand the effect of Otx-2 gene on sheep reproductive regulation，the part of CDS（Coding region） Otx-2，MT1，KISS-1，GnRH genes were cloned from Altay sheep hypothalamus tissue.Semi-quantitative RT-PCR was used to analyze the tissues（heart，liver，spleen，lung，kidney，large intestine，small inestine，stomach，brain，epencephalon，uterus，hypophysis，pineal body，hypothalamus，thyroid） expression profile of the genes.The expression patterns of Otx-2，MT1，KISS-1 and GnRH genes in hypothalamus with different periods were further investigated by real-time fluorescence quantitative PCR.The results showed that Otx-2 and KISS-1，MT1 mRNAs were expressed in many tissues tested，which hypothalamus showed higher expression levels for Otx-2 and KISS-1.In addition，the Otx-2 gene showed a similar expression pattern to KISS-1 and GnRH，which were significantly higher in the breeding seasons than that in the non-breeding seasons（P<0.01），and also significantly higher in the night than in the day time（P<0.01）.It was concluded that Otx-2 gene might take part in seasonal reproduction in sheep.

中图分类号:

S826.2

郭若婷，鲁慧文，欧科鹏，王颖，刘乙，顾真真，刘小军. 绵羊Otx-2基因的分子克隆、组织表达及其与季节性繁殖关系的研究[J]. 畜牧兽医学报, 2015, 46(5): 696-703.

GUO Ruo-ting，LU Hui-wen，OU Ke-peng，WANG Ying，LIU Yi，GU Zhen-zhen，LIU Xiao-jun. Cloning and Tissues Expression Analysis of Otx-2 and the Associations with Seasonal Breeding in Sheep[J]. ACTA VETERINARIA ET ZOOTECHNICA SINICA, 2015, 46(5): 696-703.

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参考文献

［1］GREIVES T J，MASON A O，SCOTTI M，et al.Environmental control of kisspeptin：implications for seasonal reproduction［J］.Endocrinology，2007，148（3）：1158-1166.
［2］DE ROUX N，GENIN E，CAREL J C，et al.Hypogonadotropic hypogonadism due to loss of function of the KiSS1-derived peptide receptor GPR54［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2003，100（19）：10972-10976.
［3］SEMINARA S B，MESSAGER S，CHATZIDAKI E E，et al.The GPR54 gene as a regulator of puberty［J］.N Engl J Med，2003，349（17）：1614-1627.
［4］PIELECKA-FORTUNA J，CHU Z，MOENTER S M.Kisspeptin acts directly and indirectly to increase gonadotropin-releasing hormone neuron activity and its effects are modulated by estradiol［J］.Endocrinology，2008，149：1979-1986.
［5］ROA J，VIGO E，CASTELLANO J M，et al.Opposite roles of estrogen receptor（ER）-alpha and ERbeta in the modulation of luteinizing hormone responses to kisspeptin in the female rat：implications for the generation of the preovulatory surge［J］.Endocrinology，2008，149：1627-1637.
［6］SHAHAB M，MASTRONARDI C，SEMINARA S B，et al.Increased hypothalamic GPR54 signaling：a potential mechanism for initiation of puberty in primates［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2005，102：2129-2134.
［7］THOMPSON E L，PATTERSON M，MURPHY K G，et al.Central and peripheral administration of kisspeptin-10 stimulates the hypothalamic-pituitary-gonadal axis［J］.J Neuroendocrinol，2004，16：850-858.
［8］NOVAIRA H J，NG Y，WOLFE A，et al.Kisspeptin increases GnRH mRNA expression and secretion in GnRH secreting neuronal cell lines［J］.Mol Cell Endocrinol，2009，311：126-134.
［9］WEAVER D R，REPPERT S M.The Mel1a melatonin receptor gene is expressed in humans uprachiasmatic nuclei［J］.Neuroreport，1996，8（1）：109-112.
［10］ANSEL L，BOLBOREA M，BENTSEN A H，et al.Differential regulation of KISS1 expression by melatonin and gonadal hormones in male and female Syrian hamsters［J］.Biol Rhythms，2010，25（2）：81-91.
［11］薛海龙，宋兴超，杨镒峰，等.褪黑激素对动物繁殖活动的影响及调控机理［J］.特产研究，2014，1：64-66.
XUE H L，SONG X C，YANG Y F，et al.Effect of melatonin on animal reproduction and the mechanism of action［J］.Special Wild Economic Animal and Plant Research，2014，1：64-66.（in Chinese）
［12］NOVAIRA H J，FADOJU D，DIACZOK D，et al.Genetic mechanisms mediating kisspeptin regulation of GnRH gene expression［J］.J Neurosci，2012，32：17391-17400.
［13］SIMEONE A，ACAMPORA D，MALLAMACI A，et al.A vertebrate gene related to orthodenticle contains a homeodomain of the bicoid class and demarcates anterior neuroectoderm in the gastrulating mouse embryo［J］.EMBO J，1993，12：2735-2747．
［14］ARENDT D.Evolution of eyes and photoreceptor cell types［J］.Int J Dev Biol，2004，477-478.
［15］DATEKI S，FUKAMI M，SATO N，et al.Otx2 mutation in a patient with anophthalmia，short stature，and partial growth hormone deficiency：functional studies using the IRBP，HESX1，and POU1F1 promoters［J］.J Clin Endocrinol Metab，2008，93：3697-3702.
［16］DATEKI S，KOSAKA K，HASEGAWA K，et al.Heterozygous orthodenticle homeobox 2 mutations are associated with variable pituitary phenotype［J］.J Clin Endocrinol Metab，2010，95：756-764.
［17］GOTTSCH M，CUNNINGHAM M，SMITH J，et a1.A role for kisspeptins in the regulation of gonedotropin 8 eclwdon in the mouse［J］.Endocrinology，2004，145（9）：4073-4077.
［18］KAUFFMAN，GOTTSCH M，ROA J，et a1.Sexual differentiation of KISS-l gene expression in the brain of the rat［J］.Endocrinology，2007，148（4）：1774-1783.
［19］SMITH J，CANNINGHAM M，RISSMAN B，et al.Regulation of KISS-l gene expression in the brain of the female mouse［J］.Endocrinology，2005，146（9）：3686-3692.
［20］SMITH J，DUNGAN H，STOLL E，et a1.Differential regulation of KISS-l mRNA expression by sex steroids in the brain ofthe male mouse［J］.Endocrinology，2005，146（7）：2976-2984.
［21］KOTANI M，DETHEUX M，ANDENBOGAERDE A，et a1.The metastasis suppressor gene KISS-1 encodes kisspeptins，the natural ligands of the orphan G protein-coupled receptor GPR54［J］.J Biol Chem，2001，276（37）：34631-34636.
［22］MUI A，CHAMBERLAIN L，EISHOURBAGY N，et al.AXORl2，a novel human G protein-coupled receptor，activated by the peptide KISS-l［J］.J Biol Chem，2001，276（31）：28969-28975.
［23］CASTELLANO J，GAYTAN M，ROA J，et a1.Expression of KiSS-l in rat ovary：putative local regutator of ovulation?［J］.Endocrinology，2006，147（10）：4852-4862.
［24］MESSAGER S，CHATZIDAKI E E，MA D，et al.Kisspeptin directly stimulates gonadotropin-releasing hormone release via G protein-coupled receptor 54［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2005，102（5）：1761-1766.
［25］TENA-SEMPERE M.GPR54 and kisspeptin in reproduction［J］.Hum Reprod Update，2006，12（5）：631-639.
［26］TOVAR S，VAZQUEZ M，NAVARRO V，et al.Effects of single or repeated intravenous administration of kisspeptin upon dynamic LH secretion in conscious male rats［J］.Endocrinology，2006，147（6）：2696-2704.
［27］KADOKAWA H，MATSUI M，HAYASHI K，et al.Peripheral administration of kisspeptin-10 increases plasma concentrations of GH as well as LH in prepubertal Holstein heifers［J］.J Endocrinol，2008，196（2）：331-334.
［28］HAN S，GOTTSCH M，LEE K，et al.Activation of gonadotropin-releasing hormone neurons by kisspeptin as a neuroendocrine switch for the onset of puberty［J］.J Neurosci，2005，25（49）：11349-11356.
［29］CASTELLANO J，NAVARRO V，FERNANDEZ-FERNANDEZ R，et al.Ontogeny and mechanisms of action for the stimulatory effect of kisspeptin on gonadotropin-releasing hormone system of the rat［J］.Mol Cell Endocrinol，2006，26：257-258.
［30］李隐侠，张俊，钱勇，等.KISS-1基因多态性与苏淮山羊产羔数的关联分析［J］.畜牧兽医学报，2014，45（12）：1917-1923.
LI Y X，ZHANG J，QIAN Y，et al. KISS-1 gene polymorphisms and its association with litter sizes in Suhuai goats［J］.Acta Veterinaria et Zootechnica Sinica，2014，45（12）：1917-1923.（in Chinese）
［31］王军，孙蕾，吕文发，等.KISS-1/GPR54系统在不同发情周期母羊下丘脑中的表达规律［J］.西北农林科技大学学报（自然科学版），2011，12：49-52，59.
WANG J，SUN L，LÜ W F，et al.Expression of KISS-1/GPR54 system in the ewe hypothalamus during the estrous cycle［J］.Journal of Northwest A & F University（Nature Science Edition）， 2011，12：49-52，59.（in Chinese）
［32］BLAZER I，BEHRMANN G，HARDELAND R.Evolutionary significance of the presence of melatonin in unicells and plants［J］.Ibid，1995，14：2-3.
［33］葛仕豪.济宁青山羊生殖激素分泌规律及GnRHR在垂体和卵巢的免疫组化研究［D］.泰安：山东农业大学，2007.
GE S H.Study on the endocrine mechanism of reproduction hormone of the immunohistochemistry of GnRHR in pituitary and oavry of Jining Gary goat［D］.Taian：Shandong Agricultural University，2007.（in Chinese）
［34］马友记，李发弟，张利.褪黑素对动物生殖调控机理的研究进展［J］.中国草食动物，2007，Sl：85-88.
MA Y J，LI F D，ZHANG L.Melatonin on animal reproductive regulation mechanism research［J］.China Herbivores，2007，Sl：85-88.（in Chinese）
［35］杜玉珍，童建.视交叉上核中褪黑素受体mRNA的昼夜节律性表达［J］.苏州大学学报（医学版），2002，22（1）：1-3.
DU Y Z，TONG J.Circadian expression of melatonin receptor mRNA in suprtchiasmtic nucleus［J］.Suzhou University Journal of Medical Science，2002，22（1）：1-3.（in Chinese）
［36］MARTINE M，AGNES D，BENOIT M.MTNR1A melatonin receptors in the ovine premammillary hypothalamus：day-night variation in the expression of the transcripts［J］.Biol Reprod，2005，72（2）：393-398.
［37］DIACZOK D，ROMERO C，ZUNICH J，et al.A novel dominant negative mutation of Otx2 associated with combined pituitary hormone deficiency［J］.J Clin Endocrinol Metab，2008，93（11）：4351-4359..
［38］TAJIMA T，OHTAKE A，HOSHINO M，et al.Otx2 loss of function mutation causes anophthalmia and combined pituitary hormone deficiency with a small anterior and ectopic posterior pituitary［J］.J Clin Endocrinol Metab，2009，94：314-319.
［39］邓锦波，徐晓波，范文娟.小脑发育及其基因调节［J］.解剖科学进展，2010，16（2）：181-186.
DENG J B，XU X B，FAN W J.Development and gene regulation of cerebellum［J］.Progress of Anatomical Sciences，2010，16（2）：181-186.（in Chinese）
［40］ROA J，VIGO E，CASTELLANO J，et al.Hypothalamic expression of KISS-1 system and gonadotropin-releasing effects of kisspeptin in different reproductive states of the female rat［J］.Endocrinology，2006，147（6）：2864-2878.

[1]	王海波, 占今舜, 谷志勇, 陈新锋, 潘月, 贾浩滨, 钟小军, 李开嵘, 赵生国, 霍俊宏. 湖羊与三元杂交绵羊夏杜湖、夏澳湖肉质特性比较研究[J]. 畜牧兽医学报, 2024, 55(1): 110-119.
[2]	韩浩园, 李世凯, 杨瑞巧, 李曼曼, 李君, 哈斯, 赵金艳, 魏红芳, 权凯. 基于转录组测序挖掘槐山羊高繁关键候选基因[J]. 畜牧兽医学报, 2023, 54(12): 5077-5090.
[3]	栗登攀, 马克岩, 韩金涛, 白雅琴, 李讨讨, 马友记. 永登七山羊全基因组选择信号检测分析[J]. 畜牧兽医学报, 2023, 54(11): 4577-4588.
[4]	赵雪洋, 李丹妮, 王钰晨, 郭磊, 王丽, 黄杰, 焦仪强, 安小鹏, 张希云, 张磊, 宋宇轩. 东湖杂交羊产羔性状的GWAS分析及候选基因GRID2的验证[J]. 畜牧兽医学报, 2023, 54(11): 4625-4635.
[5]	张寒月, 赵丹, 梁煜, 赵弼时, 范蒙丹, 乔利英, 刘建华, 杨凯捷, 潘洋洋, 刘文忠. miR-150靶向AOC3调控绵羊前体脂肪细胞分化的研究[J]. 畜牧兽医学报, 2023, 54(8): 3262-3274.
[6]	刘林丽, 彭雪兰, 李博, 程乐凡, 次仁拉姆, 张恩平. 过表达UCP3基因对萨湖羊前体脂肪细胞分化的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2023, 54(8): 3275-3285.
[7]	王万年, 陈思佳, 郜金荣, 温中豪, 袁梦娇, 张洪志, 庞志旭, 乔利英, 刘文忠. 基于多层感知机的绵羊限性性状基因组选择模拟研究[J]. 畜牧兽医学报, 2023, 54(7): 2824-2835.
[8]	董亚洁, 郝晓静, 吴晋强, 王荣, 张鹏翔, 王海东, 赫晓燕. 基于绵羊角质形成细胞探究SHH通过Krox20调节IGFBP5的表达影响羊毛弯曲[J]. 畜牧兽医学报, 2023, 54(6): 2365-2375.
[9]	毕亚珍, 尚明玉, 胡文萍, 张莉. 绵羊生长性状间的相关和回归分析及TRHDE基因多态性与生长性状的关联分析[J]. 畜牧兽医学报, 2023, 54(4): 1415-1428.
[10]	李隐侠, 牙生江·那斯尔, 赛里克·都曼, 钱勇, 曹少先, 王伟列, 孟春花, 张俊, 张建丽. SNP芯片评估柯尔克孜羊群体遗传多样性和遗传结构[J]. 畜牧兽医学报, 2023, 54(2): 572-583.
[11]	李玲, 李业芳, 梁奔梦, 孙玉江, 马月辉, 马青, 蒋琳, 刘书琴. 基于SNP标记的滩羊亲子鉴定研究[J]. 畜牧兽医学报, 2022, 53(9): 2912-2919.
[12]	周世卫, 吴庭杰, 王倩, 蔡蓓, 韩赛铮, 吴彦虎, 王小龙, 陈玉林. 绵羊FecB突变检测方法的建立及高繁滩羊核心群的构建[J]. 畜牧兽医学报, 2022, 53(9): 2920-2929.
[13]	丁自强, 葛闻博, 段宏伟, 吕建树, 曾建林, 王文娟, 牛甜, 张勇, 赵兴绪, 胡俊杰. 双氢睾酮通过调控孕酮、雌二醇和细胞凋亡参与绵羊子宫功能[J]. 畜牧兽医学报, 2022, 53(9): 2993-3005.
[14]	李亭亭, 刘秋月, 李向臣, 王海涛. 绵羊经济性状相关基因研究进展及其应用[J]. 畜牧兽医学报, 2022, 53(8): 2417-2434.
[15]	徐颂为, 向华, 张焕容, 杨璐, 王宪军, 撒朗文朱, 朱江江. 干扰SERBP1表达对山羊鼻甲骨原代细胞增殖、周期及凋亡的作用[J]. 畜牧兽医学报, 2022, 53(8): 2708-2720.