父本生育力对体外生产胚胎代谢的影响

公牛田间生育力差异很大，且很大程度上受早期胚胎存活差异而非仅受精失败的影响。因此，我们研究了父本生育力状态是否反映在胚胎条件培养基的代谢组学特征中。从840头公牛中选出6头荷斯坦-弗里西亚公牛，并使用校正后的父本生育力指数进行分类。高生育力公牛（HF，n=3）的平均值（±SD）为4.27±0.61%，低生育力公牛（SF，n=3）的平均值（±SD）为−13.1±1.85%。使用来自每头公牛的解冻精液进行卵丘-卵母细胞复合体的受精。受精后第7天，将1级囊胚（每头公牛n=15个的集合；n=3个重复）转移到新鲜培养基中培养24小时。第8天，收集来自两种生育力处理和未处理培养基的胚胎条件培养基，快速冷冻，并进行高通量非靶向代谢组学分析。共检测到149种代谢物。无监督分析显示，HF和SF公牛来源的胚胎条件培养基之间存在大量重叠，而两者均与未处理培养基不同。30种代谢物的相对丰度因胚胎的存在而改变，与父本生育力无关。HF与SF公牛来源的胚胎条件培养基的直接比较仅鉴定出三种差异丰度代谢物。然而，多变量机器学习分析鉴定了一组八种N-乙酰化氨基酸，它们能够以高准确性（AUROC = 0.903）区分来自不同生育力公牛精液的胚胎。总之，父本生育力状态对早期胚胎留下了细微但可检测的代谢印记，可利用这一点根据潜在发育能力对胚胎进行非侵入性区分。