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冷冻对山羊精子转染外源DNA和体外制备转基因胚胎的影响

         

摘要

本实验将鲜精和冻精分别与地高锌标记的线形化的pEGFP-N1质粒孵育转染,用原位杂交方法检测转染效率;PCR和Southern Blotting检测精子与外源DNA的整合效率;与成熟卵母细胞体外受精,PCR检测阳性胚胎比率,用透射电镜技术、碘化丙锭和羟化荧光素双探针技术和单细胞电泳(Single Cell Gel Electrophoresis,SCGE)技术,观察精子冷冻前后的超微结构、精子质膜完整性和精子核DNA损伤的变化,研究冷冻对山羊(Caprahircus)精子转染内化外源DNA和体外制备转基因胚胎的影响及机理。结果表明,冻精显著提高了转染外源DNA的效率(81.60%±16.59%vs32.95%±2.93%,t=4.873,P=0.003;41.80%±6.26%vs27.89%±8.64%,t=2.634,P=0.039)。PCR和Southern Blotting检测表明外源DNA已经整合到精子基因组上。用冻精与成熟卵母细胞体外受精,体外受精穿透率和卵裂率显著低于鲜精组(24.19%±3.15%vs58.86%±3.73%,t=7.131,P<0.001;11.83%±2.37%vs29.71±3.47%,t=4.302,P<0.001),但体外生产的胚胎PCR阳性率比鲜精组显著提高(45.45%±10.87%vs24.44%±6.06%,t=1.750,P=0.013)。超微结构观察和双荧光探针检测都发现冷冻-解冻精子质膜完整性降低(8.34%±4.21%vs65.67%±6.46%,t=12.492,P<0.001),SCGE显示冷冻极显著增加了精子彗尾长度和彗星细胞比例(42.67μm±4.56μmvs21.14μm±2.36μm,t=5.644,P=0.005;60.00%±4.00%vs17.37%±2.57%;t=15.787,P<0.001)。冷冻-解冻可以提高山羊精子转染外源DNA的效率,冷冻破坏精子质膜完整性,解除质膜的阻碍作用,是提高外源DNA转染效率的一个主要原因。

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