石河子大学团队RRBS揭示哺乳动物妊娠早期DNA甲基化综合谱

2026年1月，石河子大学动物科技学院孙延鸣教授和张彦兵副教授团队合作发表了题为“Integrated analysis of DNA methylation and gene expression in dairy cows during early pregnancy”的研究论文，研究探索了哺乳动物（奶牛）妊娠早期的DNA甲基化相关变化，并构建了与妊娠相关的基因库。

研究采集6头健康、高产且体况相似的配种后30天奶牛（Pre30）和6头未妊娠奶牛（Ctrl）的外周血样本，通过RRBS和RNA-seq方法进行关联分析，并采用靶向TBS和qRT-PCR方法鉴定差异甲基化基因。

结果在Pre30奶牛全基因组中观察到显著低甲基化趋势，共鉴定出76,530个差异甲基化位点（DMCs），包括32,886个高甲基化位点和43,644个低甲基化位点。此外还鉴定出16,411个差异甲基化区域（DMRs），包括8,455个低甲基化区域和7,956个高甲基化区域。RNA-seq鉴定出44个显著差异表达基因（DEGs），其中25个上调、19个下调。GO分析显示在生物过程中，发育过程、细胞分化和神经系统发育显著富集；KEGG分析显示在癌症及免疫疾病相关通路中显著富集。最后，研究通过靶向TBS验证了17个基因的甲基化模式，显示整体趋势为低甲基化，与RRBS测序结果一致；qRT-PCR显示，HBB、HBA1和GPR4在Pre30组中显著升高，而DOK7和ISG15显著降低，与转录组测序结果一致。

本研究揭示了奶牛妊娠早期的转录组和DNA甲基化变化，为后续研究这一关键时期发生的表观遗传变化提供了新见解。

实验设计

图1：实验设计流程示意图

结果图形

研究结论

本研究通过RRBS和RNA-seq对人工授精后30天(Pre30)的奶牛和未妊娠奶牛外周血进行综合分析。结果表明，Pre30组奶牛基因组呈现显著低甲基化趋势，高甲基化位点32,886个，低甲基化位点43,644个，低甲基化位点8,455个，高甲基化位点7,956个。转录组分析筛选出25个上调和19个下调的差异表达基因。综合分析表明，HBB、HBA1、GPR4、DOK7、ISG15等关键候选基因可能与奶牛妊娠早期密切相关。本研究阐明了奶牛妊娠早期表观遗传学和转录组学的动态表征，为进一步发展基于DNA甲基化的妊娠早期检测方法提供数据支持，同时筛选出潜在候选基因和基因组区域，值得进一步研究探索。

参考文献：

Li S, Gu L, Zhang Q, Fan W, Sheng J, Ou S, Zhang Y, Sun Y. Integrated analysis of DNA methylation and gene expression in dairy cows during early pregnancy. BMC Genomics. 2026 Jan 12. doi: 10.1186/s12864-025-12409-9.