Background: Post-ovulatory aging (POA) of oocytes is related to a decrease in the quality and quantity of oocytes caused by aging. Previous studies on the characteristics of POA have investigated injury to early embryonic developmental ability, but no information is available on its effects on mitochondrial fission and mitophagy-related responses. In this study, we aimed to elucidate the molecular mechanisms underlying mitochondrial fission and mitophagy in in vitro maturation (IVM) oocytes and a POA model based on RNA sequencing analysis. Methods: The POA model was obtained through an additional 24 h culture following the IVM of matured oocytes. NMN treatment was administered at a concentration of 25 μM during the oocyte culture process. We conducted MitoTracker staining and Western blot experiments to confirm changes in mitochondrial function between the IVM and POA groups. Additionally, comparative transcriptome analysis was performed to identify differentially expressed genes and associated changes in mitochondrial dynamics between porcine IVM and POA model oocytes. Results: In total, 32 common genes of apoptosis and 42 mitochondrial fission and function uniquely expressed genes were detected (≥ 1.5-fold change) in POA and porcine metaphase II oocytes, respectively. Functional analyses of mitochondrial fission, oxidative stress, mitophagy, autophagy, and cellular apoptosis were observed as the major changes in regulated biological processes for oocyte quality and maturation ability compared with the POA model. Additionally, we revealed that the activation of NAD+ by nicotinamide mononucleotide not only partly improved oocyte quality but also mitochondrial fission and mitophagy activation in the POA porcine model. Conclusions: In summary, our data indicate that mitochondrial fission and function play roles in controlling oxidative stress, mitophagy, and apoptosis during maturation in POA porcine oocytes. Additionally, we found that NAD+ biosynthesis is an important pathway that mediates the effects of DRP1-derived mitochondrial morphology, dynamic balance, and mitophagy in the POA model.

본 연구는 당근 재배지에서 녹비작물의 토양환원 효과를 구명하기 위해 수단그라스 및 크로타라리아 의 토양환원이 당근의 생육, 수량 및 품질향상에 미치는 영향을 조사하였다. 당근 재배를 위한 처리조 건은 무처리구, NPK처리구(N-P2O5-K2O= 20-9.6-12.2kg 10a-1), 크로타라리아(파종량 6kg 10a-1), 수단그라스(파종량 6kg 10a-1) 및 수단글라스 + 크로타라리아(파종량 3+3kg 10a-1)의 5개 처리구로 시 험하였다. 당근재배지에서 전작물로 재배된 녹비작물의 질소(N), 인(P2O5), 칼륨(K2O), 칼슘(CaO) 및 마그네슘(MgO) 공급량은 크로타라리아의 경우 각각 9.2, 9.8, 7.4, 12.9 및 2.5kg 10a-1이었고, 수단그 라스의 경우 각각 8.7, 8.9, 45.7, 5.2 및 2.8kg 10a-1이었으며, 혼합처리구(수단그라스 + 크로타라리 아)의 경우 각각 8.8, 9.9, 29.5, 2.6 및 1.7kg 10a-1이었다. 당근 재배지에서 녹비작물의 토양환원 후 토양의 이화학적 특성을 조사한 결과 녹비작물 처리구가 대조구에 비해 용적밀도는 약간 감소하였으며, 공극율은 용적밀도와는 달리 약간 증가하는 경향을 보였다. 토양내 유기물, T-N 및 유효 P2O5 함량은 녹비작물 처리구가 전반적으로 대조구에 비해 증가하였다. 당근의 품질을 나타내는 클로로필, 당도 및 β-카로티노이드 함량은 모두 크로타라리아 처리구에서 가장 높았으며, 대조구에서 가장 낮은 함량을 보였다. 당근의 장해율은 녹비작물 처리구가 대조구에 비해 감소하는 경향이었고, 당근의 상품수량은 크로타라리아 + 수단그라스 혼합처리구(3,530kg 10a-1)가 대조구(2,101kg 10a-1)에 비해 68%의 증수효 과를 보였다. 따라서 당근 재배지에서 수단그라스 + 크로타라리아 혼합처리는 화학비료의 절감효과가 있으며, 특히 토양환원 후 토양의 물리성 및 화학성을 개선함으로써 당근의 상품수량 및 품질향상을 증 대시킬 수 있을 것으로 판단된다.