氧化还原平衡对于胚胎发育来说是及其重要的,外源添加抗氧化剂对于胚胎维持氧化还原水平起到积极作用。研究表明,谷胱甘肽(GSH)是一种极其重要的抗氧化剂,能消除部分有害的氧化自由基(ROS),维持细胞内氧化还原平衡。本文旨在探究外源GSH对牛体外受精胚胎发育的影响和作用机制。为从胚胎的体外发育能力和囊胚质量方面研究GSH对牛体外受精胚胎的影响,在胚胎培养液中按浓度梯度添加GSH,统计胚胎发育的卵裂率、4细胞率、8-16细胞率、桑椹胚率和囊胚率,以筛选其最适浓度;同时,通过对几种囊胚染色方法的效果比较,建立一种囊胚的三重染色方法;并采用该方法测定了囊胚总细胞数、内细胞团比例和凋亡细胞比例,探索GSH对胚胎抗氧化过程中的作用效果。结果表明,两种一抗或两种二抗同时孵育,能在保证染色质量的前提下大大缩短染色时间,提高染色效率;而且,可在同一枚囊胚中区分滋养层细胞、内细胞团和凋亡细胞,提高囊胚质量分析的准确性。另外,在培养液中添加3m M GSH时,牛体外受精囊胚的发育率最高(51%),显著高于对照组(30%,P<0.05);囊胚总细胞数显著高于其他组(p<0.05),囊胚质量最佳。可见,胚胎培养液中添加GSH能促进胚胎的体外发育,其最适添加浓度为3m M。其次,在最适添加浓度下对胚胎内源GSH和ROS的含量进行检测,并采用实时荧光定量PCR方法对胚胎发育(Oct4,Sox2,和Klf4)、GSH合成相关基因(Gclm,Gclc,和Gss)和GSH代谢相关基因(Gstp,Gstm,和Gpx)的表达水平进行了测定,以期揭示GSH能提高胚胎发育能力的作用机制。结果显示,GSH处理能够显著提高2-4细胞期胚胎内源GSH含量,降低2-4细胞期胚胎ROS含量(p<0.05),而对其他发育阶段的胚胎则差异不显著。另外,对胚胎相关基因的m RNA表达水平,并没有检测到显著的变化(p>0.05)。说明外源GSH对胚胎内源GSH的合成和代谢没有显著影响。再者,收集GSH处理8-16细胞期胚胎和桑椹胚进行转录组测序,在转录组水平研究GSH对胚胎抗氧化作用的影响,同时也进行了牛胚胎lnc RNA的筛选,并对其靶基因进行预测。结果显示胚胎经GSH处理后经历了更为复杂的生物过程,其中GSH代谢通路表现活跃,因此GSH可能是通过调节胚胎内GSH代谢通路来进一步影响胚胎发育。通过筛选胚胎内lnc RNA,共筛选出4275条lnc RNA。经更深层次筛选,共筛选出5条表达量较高,且影响较大的lnc RNA,其中CUFF.21976.3可能影响其周围ATP6V1C2、RRM2、GRHL1、KLF11、ODC1和HPCAL1基因的表达,且这六个基因对细胞发育和细胞生物过程均起到关键作用。总之,外源GSH对牛体外受精胚胎的抗氧化具有显著的促进作用,能明显低提高胚胎的体外培养效率。