Maternal nutritional programming in the sheep : effects on post-natal growth, mammogenesis and lactation in adult-ewe offspring : a thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy in Animal Science at Massey University, Palmerston North, Aotearoa New Zealand (2014)

Developmental&#13;\nprogramming&#13;\nis&#13;\nthe&#13;\nconcept&#13;\nthat&#13;\nenvironmental&#13;\nfactors,&#13;\nparticularly&#13;\nduring&#13;\nfoetal&#13;\nlife,&#13;\ncan&#13;\nalter&#13;\ndevelopment,&#13;\nmetabolism&#13;\nand&#13;\nphysiology&#13;\nof&#13;\nan&#13;\norganism&#13;\nand&#13;\nthis&#13;\ncan&#13;\nhave&#13;\nconsequences&#13;\nlater&#13;\nin&#13;\nlife.&#13;\nThere&#13;\nis&#13;\ngrowing&#13;\ninterest&#13;\nin&#13;\ndevelopmental&#13;\nprogramming&#13;\nin&#13;\nlivestock&#13;\nspecies,&#13;\nparticularly&#13;\neffects&#13;\nof&#13;\nmaternal&#13;\npregnancy&#13;\nnutrition,&#13;\nwhich&#13;\nis&#13;\neasy&#13;\nto&#13;\nmanipulate.&#13;\nRecent&#13;\nresearch,&#13;\nusing&#13;\na&#13;\nsheep&#13;\nmodel,&#13;\nhas&#13;\nshown&#13;\nthat&#13;\nmilk&#13;\nproduction&#13;\nin&#13;\newe&#13;\noffspring&#13;\nmay&#13;\nbe&#13;\nsusceptible&#13;\nto&#13;\nmaternal&#13;\nnutritional&#13;\nprogramming,&#13;\nsuch&#13;\nthat&#13;\nover&#13;\nnutrition&#13;\n(ad&#13;\nlibitum)&#13;\nof&#13;\nthe&#13;\npregnant&#13;\ndam,&#13;\ncompared&#13;\nwith&#13;\nmaintenance&#13;\nnutrition,&#13;\nmay&#13;\nimpair&#13;\ntheir&#13;\nfirst&#13;\nlactation&#13;\nperformance&#13;\nand&#13;\nresult&#13;\nin&#13;\nthe&#13;\nweaning&#13;\nof&#13;\nlighter&#13;\nlambs.&#13;\nThe&#13;\npresent&#13;\nstudy&#13;\nhowever&#13;\nrevealed&#13;\nthat&#13;\nmaternal&#13;\nnutritional&#13;\nprogramming&#13;\neffects&#13;\non&#13;\nlactation&#13;\nperformance&#13;\nin&#13;\newe&#13;\noffspring&#13;\ndid&#13;\nnot&#13;\npersist&#13;\nover&#13;\ntheir&#13;\nproductive&#13;\nlifetime.&#13;\nIn&#13;\na&#13;\nnew&#13;\nstudy,&#13;\nthe&#13;\ncritical&#13;\nprogramming&#13;\nperiod&#13;\nwas&#13;\nnarrowed&#13;\ndown&#13;\nto&#13;\nearly&#13;\ngestation,&#13;\ncoinciding&#13;\nwith&#13;\nearly&#13;\nmammogenesis&#13;\nin&#13;\nthe&#13;\nfoetus.&#13;\nIn&#13;\nthis&#13;\nstudy&#13;\nonly&#13;\ntwin-­‐born&#13;\newes&#13;\nwere&#13;\nexamined&#13;\ndue&#13;\nto&#13;\ntheir&#13;\neconomic&#13;\nsignificance&#13;\nin&#13;\ncommercial&#13;\nsheep&#13;\nproduction&#13;\nand&#13;\ndue&#13;\nto&#13;\ntheir&#13;\nincreased&#13;\nsusceptibility&#13;\nto&#13;\nnutritional&#13;\ninsult&#13;\nin-­‐utero.&#13;\nIt&#13;\nwas&#13;\nrevealed&#13;\nthat,&#13;\nin&#13;\naddition&#13;\nto&#13;\nover&#13;\nnutrition&#13;\n(ad&#13;\nlibitum),&#13;\nunder-­‐nutrition&#13;\n(sub-­‐maintenance)&#13;\nof&#13;\nthe&#13;\ndam&#13;\nduring&#13;\nearly&#13;\npregnancy&#13;\nalso&#13;\nimpaired&#13;\nfirst&#13;\nlactation&#13;\nperformance&#13;\nof&#13;\ntwin-­‐born&#13;\newe&#13;\noffspring&#13;\nwhen&#13;\ncompared&#13;\nwith&#13;\nmaintenance.&#13;\nTranscriptomics&#13;\nanalysis&#13;\nusing&#13;\nRNA-­‐seq&#13;\nidentified&#13;\nthat&#13;\nnutritional&#13;\nprogramming&#13;\naffects&#13;\nlate&#13;\npregnancy&#13;\nmammogenesis,&#13;\nrather&#13;\nthan&#13;\nsecretory&#13;\ncell&#13;\nfunction&#13;\nduring&#13;\nlactation,&#13;\nin&#13;\newe&#13;\noffspring&#13;\nduring&#13;\ntheir&#13;\nfirst&#13;\nparity.&#13;\nEwes&#13;\nborn&#13;\nto&#13;\nad&#13;\nlibitum-­‐fed&#13;\ndams,&#13;\nin&#13;\nparticular,&#13;\nappeared&#13;\nto&#13;\nhave&#13;\nimpaired&#13;\nregulation&#13;\nof&#13;\ncell&#13;\ncycle&#13;\nwhile&#13;\newes&#13;\nborn&#13;\nto&#13;\nsub-­‐maintenance-­‐fed&#13;\ndams&#13;\nhad&#13;\nreduced&#13;\nexpression&#13;\nof&#13;\ngenes&#13;\nassociated&#13;\nwith&#13;\nthe&#13;\nextracellular&#13;\nmatrix,&#13;\nboth&#13;\nof&#13;\nwhich&#13;\nmay&#13;\ninfluence&#13;\ncell&#13;\nproliferation.&#13;\nAs&#13;\na&#13;\nconsequence,&#13;\nboth&#13;\newes&#13;\nborn&#13;\nto&#13;\nad&#13;\nlibitum&#13;\nand&#13;\nsub-­‐maintenance-­‐fed&#13;\ndams&#13;\nmay&#13;\nhave&#13;\nhad&#13;\nfewer&#13;\nmammary&#13;\nsecretory&#13;\ncells,&#13;\nresulting&#13;\nin&#13;\nreduced&#13;\nlactation&#13;\nperformance.&#13;\nThe&#13;\nfindings&#13;\nof&#13;\nthis&#13;\nthesis&#13;\nindicate&#13;\nthat&#13;\ndifferences&#13;\nin&#13;\nfirst-­‐lactation&#13;\nperformance&#13;\nof&#13;\newe&#13;\noffspring,&#13;\nas&#13;\na&#13;\nresult&#13;\nof&#13;\nmaternal&#13;\nnutritional&#13;\nprogramming,&#13;\nmay&#13;\nbe&#13;\nmediated&#13;\nby&#13;\nimpaired&#13;\nproliferation&#13;\nof&#13;\nsecretory&#13;\nepithelial&#13;\ncells.&#13;\nThese&#13;\nfindings&#13;\ncontribute&#13;\nto&#13;\nour&#13;\nknowledge&#13;\nof&#13;\nthe&#13;\nmechanisms&#13;\nof&#13;\ndevelopmental&#13;\nprogramming&#13;\nof&#13;\nthe&#13;\nmammary&#13;\ngland&#13;\nand&#13;\npresents&#13;\na&#13;\nplatform&#13;\nfor&#13;\nfuture&#13;\ninvestigations&#13;\nwhich&#13;\nmay&#13;\nultimately&#13;\nlead&#13;\nto&#13;\nthe&#13;\nability&#13;\nto&#13;\nmanage&#13;\nand&#13;\nmanipulate&#13;\nlactation&#13;\nperformance.