不孕不育是当今世界面临的最为重要和最紧迫的问题之一,影响了全球10-15%的育龄夫妇。其中,近一半的不育症与男性因素有关;而在男性不育的发病中,多种遗传因素涉及其中。本论文旨在鉴定和研究新的导致男性不育的基因突变和染色体异常,并确定Exo5基因在小鼠精子发生中的作用。第1部分:我们招募了一个原发性不育的巴基斯坦近亲家系,该家系具有三位不育的男性患者。精液分析显示不育患者表现为轻度至重度少精症,而且精子完全不运动。形态学观察发现患者精子鞭毛存在多种异常,但并未表现出其它原发性纤毛运动障碍综合征（PCD）的症状。基于扫描和透射电子显微镜的进一步分析发现,患者精子尾部鞭毛轴丝结构缺失了中央微管。随后,我们利用外显子测序技术对对照和患者的DNA进行测序和分析,发现了DNAH1基因的一个新的错义突变（g.55865T>G,p.C1789Y）。最后,通过对其余家庭成员进行Sanger测序,我们确认了该候选基因突变符合孟德尔遗传定律。因此,我们发现了一个新的DANH1的错义突变与男性少弱畸形精子症有关。第2部分:我们发现了一个染色体异常的无精子症患者。核型分析显示该患者的9号和22号染色体发生了易位46,XY,t（9;22）（q22;p12）,进一步的精母细胞免疫染色也证实了患者染色体易位的发生。通过对睾丸切片进行HE染色分析发现,患者生殖细胞的凋亡明显增加,精子发生阻滞于减数分裂时期,睾丸切片未见任何减数分裂后细胞。利用生殖细胞表面微铺展方法对患者精母细胞的减数分裂进一步分析,发现患者的减数分裂前期染色体行为受到了明显的影响:精母细胞同源染色体未完全联会,重组位点的数目也降低,DNA损伤相关蛋白（如γH2AX和RPA2）聚集在染色体易位区段的未联会区域,而且与减数分裂性染色体沉默和染色体异位点附近的基因的表达也发生了明显变化。由此可见,正是由于这一系列异常,导致了该易位患者精子发生障碍,最终不育。第3部分:核酸外切酶5（Exo5）属于一类双向、单链DNA特异性的核酸外切酶,主要在DNA修复途径中发挥作用。在各类细胞系中的研究发现EX05对于错配修复至关重要,但其在哺乳动物体内的功能仍有待探索。因此,为了研究Exo5在哺乳动物精子发生中的作用,我们利用CRISPR/Cas9技术制备了Exo5敲除小鼠。值得注意的是,尽管敲除鼠精子数量略有下降,但敲除小鼠仍能正常繁殖;进一步分析发现,Exo5敲除鼠睾丸体重比、睾丸和附睾组织学均未见明显异常。此外对精母细胞的细胞学分析显示,相对于对照组,敲除鼠同源染色体联会、重组以及减数分裂前期Ⅰ进程均无明显差异。以上研究表明,Exo5基因并非为小鼠生殖所必需。