基于转录组学分析的转基因乳酸菌对大鼠生殖发育的影响研究

Based on previous related work, the three generations of SD rats transgenic plants Lactobacillus fed experiment is going to be done, gavage of parental non-transgenic plants Lactobacillus as control.With transcriptomics research strategy, reproductive organs of the third generation of the experimental group and the control group of rats would be performed transcriptome sequencing. Possible differential expressed genes would be screened. GO, KEGG and Network analysis would be implemented to generate a comprehensive analysis of protein function, metabolic pathways and interactions of differential expressed genes. Used of bioinformatics knowledge, from the level of transcriptome level, we would try to propose a reasonable explanation for reproductive and developmental changes after administration with genetically modified microorganism. Through the aboved experiments we attempt to provide new ideas of genetically modified microorganism reproductive toxicology evaluation model, further provide new perspectives and theoretical support of genetically modified microorganism safety evaluation.

本项目在前期相关工作基础上，对转基因植物乳杆菌Lp590进行连续三代SD大鼠灌胃实验。引入转录组学研究策略，以灌胃亲本非转基因植物乳杆菌Lp为对照，将灌胃第三代的转基因实验组及对照组成熟大鼠生殖器官睾丸或卵巢进行转录组测序，筛选可能存在的差异表达基因。对差异表达基因进行GO功能富集分析，KEGG代谢途径分析、Network蛋白调控网络分析，综合分析其所生成的蛋白质功能、参与的代谢途径、差异基因之间相互作用。利用生物信息学知识，从转录组水平，为灌胃转基因微生物后机体可能产生的生殖发育方面的变化提出一个合理解释，为建立转基因微生物生殖及发育毒理学评价模型提供新的思路，也为转基因食品食用安全评价提供新的视角和理论支持。

转基因产业的发展是应对全球人口持续增加、土地退化、粮食危机及全球资源紧张的重要途径。同时，由此引发的转基因食品的食用安全问题，更是被推到风口浪尖。而科学地解决转基因食品的食用安全问题，将能够保障和促进我国生物技术研发及产业化的健康发展。在每种转基因产品上市之前，都要进行一系列的食用安全评价，其中的毒理学动物实验必不可少。目前，实验周期一般不超过13周。与转基因植物相比，对转基因微生物的研究起步较晚，导致目前对转基因微生物食用安全性评价的相关研究相对不多，研究周期一般也不超过90天。但是90天的实验周期可能很难发现转基因食品对机体的远期影响。因此，要对转基因产品进行食用安全评价，长期的多代遗传实验必不可少，这样才可能发现其潜在的危害。本项目的主要研究内容包括：SD大鼠连续三代转基因植物乳杆菌灌胃实验；生殖器官cDNA 文库制备，转录组测序；筛选差异表达基因并进行生物信息学分析；转录组测序数据差异基因荧光定量PCR(RT-PCR)验证。研究表明，大鼠各代生长情况良好，孕鼠生长情况良好，各仔鼠生长发育情况良好；子二代血生化血常规及病理切片没有因为灌胃转基因植物乳杆菌产生的显著差异；各代生殖相关的指标、子二代性激素测定结果也没有发现与灌胃转基因微生物相关的显著差异；对卵巢睾丸生殖相关的基因Apaf-1、Capase-9、Ube2B的转录组学分析表明没有发现与灌胃转基因微生物相关的显著差异。本项目基于转录组学和表观遗传学，对连续三代SD大鼠的生长性能、生殖发育及反映生殖健康的生殖器官中重要的转录因子进行综合分析，为灌胃转基因微生物后机体可能产生的生殖发育方面的变化提出了一个合理解释，为建立转基因微生物生殖及发育毒理学评价模型提供新的思路，也为转基因食品食用安全评价提供新的视角和理论支持。