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本课题以中国荷斯坦牛为试验对象,首先,测定分析了一个泌乳周期内牛乳中主要成分的变化规律（预产期7d;产犊后30 d;产犊后90 d;产犊后180 d;产犊后270 d;产犊后305 d）;而后,利用测序技术和生物信息学分析方法鉴定了乳腺发育不同时期的差异表达基因（DEGs）、差异表达microRNAs（DE miRNAs）以及差异信号通路;另外,根据牛乳中主要成分的变化规律预测与脂肪酸代谢相关的DE miRNA和DEGs组合;最后,从细胞水平探究DE miRNA和DEGs组合（miR-193a-5p和FADS1、miR-3 78d和FADS2,miR-128和ELOVL6）在牛乳脂肪酸代谢过程中的分子机制。研究结果如下:（1）相邻时间乳腺组织RNA-seq数据表明:-7vs.30d存在2421个DEGs,其中1073 个 DEGs 上调,1348 个 DEGs 下调;30 vs.90 d 存在 33 个 DEGs,其中 15 个 DEGs上调,18个DEGs下调;90 vs.180 d存在313个DEGs,其中206个DEGs上调,107个 DEGs 下调;180 vs.270 d 存在 718 个 DEGs,其中 293 个 DEGs 上调,425 个 DEGs下调;270 vs.305 d存在1207个DEGs,其中828个DEGs上调,379个DEGs下调。研究发现随着泌乳时期的推进,乳腺细胞内进行着剧烈且复杂的基因表达调控。（2）基于所有时期乳腺组织样品的RNA-seq数据,本试验首次利用加权基因共表达网络（WGCNA）分析,鉴定了与泌乳时期、产奶量和主要乳成分含量相关的10个显著性模块。利用基因本体论（GO）分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析对该10个重要模块内的DEGs进行分析,结果表明半乳糖代谢途径是产奶量和乳糖合成的潜在候选通路。在泌乳初期,细胞内离子转运更为频繁,细胞增殖变得活跃。在哺乳后期,细胞因子信号转导抑制因子3（SOCS3）可能参与细胞的凋亡。鞘脂信号途径是乳脂合成的潜在候选通路。（3）相邻时间节点乳腺组织miRNA-seq数据表明:-7 vs.30 d组存在45个DE miRNAs,其中 31 个 miRNAs 上调,14 个 miRNAs 下调;30 vs.180 d 组存在 13 个 DE miRNAs,其中 6 个 miRNAs 上调,7 个 miRNAs 下调;180 vs.305 d 组存在 19 个 DE miRNAs,其中7个miRNAs上调,12个miRNAs下调。（4）根据不同时期DEGs和DE miRNAs的数据,构建乳腺组织DE miRNA-DEGs表达互作网络。确定 miR-193a-5p-FADS1、miR-378d-FADS2 和 miR-128-ELOVL6 三个潜在的调控关系对用于后续研究。（5）采用双荧素酶报告基因检测、荧光定量PCR（qRT-RCR）、蛋白免疫印记法（WB）、甘油三酯（TAG）测定和脂肪酸分析等方法对miR-193a-5p及其潜在的靶基因FADS1的功能进行了研究。双荧光素酶报告检测显示,在BMECs中miR-193a-5p靶向FADS1的3’UTR区域,从而调控其表达水平。qRT-PCR和Western blotting结果表明,BMECs中FADS1的表达水平与miR-193a-5p的表达水平呈负相关,且无论是基于 mRNA 水平还是蛋白水平。TAGs、C20:5n3（EPA）、C22:5n3（DPA）和 C22:6n3（DHA）的含量与BMECs中FADS1的表达呈正相关（P≤0.05）,与miR-193a-5p的表达呈负相关（P≤ 0.05）。本研究证实miR-193a-5p通过靶向FADS1调控BMECs中多不饱和脂肪酸（PUFAs）的代谢,显示miR-193a-5p和FADS1是提高乳中PUFAs含量的潜在因素。（6）采用双荧素酶报告基因检测、用qRT-RCR、WB、TAG测定和脂肪酸分析等方法对miR-378d及其潜在靶基因FADS2的功能进行了研究。双荧光素酶报告基因检测证实了 BMECs中miR-378d靶向FADS2的3’UTR区域,从而调控其表达水平。qRT-PCR和WB的结果表明,在BMECs中FADS2的表达水平与miR-378d的表达水平呈负相关。TAG、花生四烯酸（AA）和DHA的含量FADS2的表达呈显著正相关,与miR-378d的表达呈显著负相关。本研究证实miR-378d通过靶向FADS2调控BMECs中PUFAs的代谢,显示了 miR-378d和FADS2是提高牛乳中PUFAs含量的潜在因素。（7）采用双荧素酶报告基因检测、qRT-RCR、WB、TAG测定和脂肪酸分析等方法对miRNA-128及其潜在的靶基因ELOVL6的功能进行研究。双荧光素酶报告基因检测证实了 BMECs中ELOVL6是miR-128的靶基因。qRT-PCR和WB数据表明,无论是ELOVL6的mRNA水平还是蛋白水平,均与BMECs中miR-128的表达呈负相关。TAG、硬脂酸（SA）和油酸（OA）的含量与BMECs中ELOVL6的表达呈显著正相关,与miR-128的表达呈显著负相关。本研究首次证实miR-128通过靶向ELOVL6调控BMECs中脂肪酸的代谢,显示miR-128和ELOVL6是提高牛乳中长链脂肪酸（LCFAs）含量的潜在因素。综上所述,本研究揭示了奶牛乳腺组织基因和miRNA在不同泌乳时期的表达差异,在细胞水平验证了与泌乳相关且具有潜在靶向关系的DE miRNAs-DEGs组合,为厘清奶牛乳腺脂类合成、代谢机制,实现乳成分定向遗传调控,生产优质原料奶奠定基础。