大長雜交一代母豬PRLR、FSH-β和ESR基因多態(tài)性與產仔數(shù)的關系

孫敬禮,武磊,李大全,劉賢俠,黃濤

(1石河子大學動物科技學院,石河子832003;2新疆克拉瑪依瑞恒畜牧開發(fā)有限責任公司,克拉瑪依834000)

大長雜交一代母豬PRLR、FSH-β和ESR基因多態(tài)性與產仔數(shù)的關系

孫敬禮1,武磊2,李大全1,劉賢俠1,黃濤1

(1石河子大學動物科技學院,石河子832003;2新疆克拉瑪依瑞恒畜牧開發(fā)有限責任公司,克拉瑪依834000)

采用PCR-RFLP和 PCR方法對119頭大長雜交一代母豬的 PRLR、FSH-β和 ESR基因進行分型,分析PRLR、FSH-β和ESR基因與豬產仔數(shù)的關系,為這3個基因的標記輔助選擇方法提供理論依據(jù)和應用積累數(shù)據(jù)。

結果顯示,在所檢測的大長雜交一代豬群體中,PRLR和FSH-β基因對大長雜交一代母豬產仔數(shù)有顯著影響(P＜0.05),ESR基因對母豬產仔數(shù)差異不顯著(P＞0.05)。PRLR基因對母豬產仔數(shù)呈現(xiàn)出AA＞AB＞BB的趨勢;FSH-β基因對母豬產仔數(shù)呈現(xiàn)出BB＞AB＞AA的趨勢。

大長雜交一代母豬;PRLR;FSH-β;ESR;產仔數(shù)

產仔數(shù)是養(yǎng)豬生產中的重要經濟性狀之一,但由于其遺傳力低(約0.1),因此很難通過常規(guī)育種技術將其進一步提高。近年來,隨著分子生物學技術和現(xiàn)代繁育理論的不斷發(fā)展,從基因水平對豬高繁殖性狀進行探討已成為可能。催乳素受體(prolactin receptor,PRLR)是由垂體前葉催乳素細胞合成和分泌的一種蛋白質激素,廣泛作用于動物的性腺和乳腺。催乳素必須與其受體相結合才能行使其功能,通過受體作用于靶細胞,引起靶細胞的各種生理生化反應,因此國內外許多學者將催乳素受體基因作為影響豬產仔數(shù)的候選基因[1-4],Rothschild等[1]的研究表明,在長白豬合成系中,PRLR基因AA型母豬比BB型母豬每窩平均增加0.66～1.00頭仔豬。促卵泡素β亞基(FSH-β)主要是刺激卵泡的生長和發(fā)育,影響生長卵泡的數(shù)量,并在促黃體素的協(xié)同作用下,激發(fā)卵泡的最后成熟,誘發(fā)排卵[5]。趙要風等[6]指出,FSH-β基因與豬產仔數(shù)有關,是豬繁殖性狀的主效基因。雌激素受體(estrogen re-ceptor,ESR)參與雌性脊椎動物性腺基因的表達與調控,影響雌性動物的第二性征、繁殖周期、生殖力、妊娠維持等,從而影響胚胎發(fā)育和系統(tǒng)分化。Rothschild等[7]指出雌激素受體(ESR)基因是豬產仔數(shù)的主效基因。

本實驗以新疆克拉瑪依瑞恒豬場種豬為研究對象,分析 PRLR、FSH-β和 ESR基因與豬產仔數(shù)的關系,以期為利用DNA標記輔助選擇方法提高母豬產仔數(shù)提供理論依據(jù),并為這3個基因的應用積累數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物

以自瑞恒公司豬場產仔2胎以上且記錄完備的大長雜交一代母豬119頭為樣本。前腔靜脈采血,EDTA抗凝。

1.2 儀器和材料

Taq Polymerase、dNTP購自晶美公司,Alu、PvuⅡ均購自上海生工生物工程有限公司。常用試劑 Tris、EDTA、蛋白酶 K、飽和平衡酚、SDS、氯化鈉、上樣緩沖液、溴化乙錠、氯仿、異戊醇、無水乙醇、瓊脂糖購自沃爾森生物工程有限公司。PCR儀和凝膠成像系統(tǒng)分別產自 BIO-RAD公司 和 Gel-DocTMEQ凝膠成像分析系統(tǒng)公司,離心機產自Eppendorf公司,電泳儀產自北京六一儀器廠。

1.3 DNA提取

加1.5倍體積的雙蒸水至血液中搖動破碎紅細胞,離心棄上層血清,再加水搖晃離心,反復幾次,得白細胞沉淀。加入 1×SET緩沖液、蛋白酶 K、SDS,55℃消化過夜。用等體積苯酚、苯酚-氯仿-異戊醇混合液、氯仿-異戊醇各抽提1次,以無水乙醇沉淀DNA,TE溶解,獲得的 DNA樣品置-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 PCR擴增

PRLR、FSH-β和 ESR基因采用相同的反應體系:10×Buffer 2.5μL,2.0μL dNTP,上、下游引物各0.5μL(10μmol/L),50 ng/μL 模板 DNA 1.0 μL,Taq酶 1 U,MgCl22.0μL,加雙蒸水至25μL。

FSH-β和ESR基因采用相同的反應條件:94℃變性4 min,35次循環(huán)(94℃,30 s;56℃,30 s;72℃,30 s),72℃延伸5 min。

PRLR基因的反應條件:94℃變性4 min,35次循環(huán)(94℃,30 s;60℃,1 min;72℃,30 s),72℃延伸5 min。

1.5 多態(tài)性檢測

FSH-β等位基因由片段插入造成,瓊脂糖電泳檢測 PCR產物即可見多態(tài)性。

ESR基因采用 PCR-RFLP進行分析:8.5μL PCR產物加入 0.5μL PvuⅡ及 1μL 10×Buffer,37℃水浴 4 h,酶切產物用4.5%的瓊脂糖電泳檢測分型。

PRLR基因采用 PCR-RFLP進行分析:8.5μL PCR產物加入0.5μL Alu及1μL Buffer,37 ℃水浴4 h,酶切產物用2.5%的瓊脂糖電泳檢測分型。

電泳后在紫外燈下觀察結果,并在美國 Gel DocTMEQ凝膠成像分析系統(tǒng)上照相。

1.6 數(shù)據(jù)分析

用統(tǒng)計分析軟件SPSS 13.0進行統(tǒng)計分析。整理基因型數(shù)據(jù),計算所測豬群體 PRLR、FSH-β和ESR基因不同基因型的基因型頻率、基因頻率,分析產仔數(shù)在各基因型間的差異顯著性,數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標準誤表示。

2 結果與分析

2.1 DNA提取結果

用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測提取的DNA樣品,電泳圖譜(圖1)中可見1條光滑整齊的條帶,無彌散和拖尾現(xiàn)象,表明提取的DNA質量很好,可用于后續(xù)試驗研究。

圖1 模板DNA的電泳結果Fig.1 The result of DNA template

2.2 PRLR、FSHβ和ESR基因基因的多態(tài)性

3個基因 PCR-RFLP的結果見圖2、3、4。

圖2 PRLR基因 PCR-PFLP結果Fig.2 The result of PCR-PFLP of PRLR gene

圖3 FSH-β基因 PCR結果Fig.3 The result of PCR of FSH-βgene

圖4 ESR基因 PCR-PFLP結果Fig.4 The result of PCR-PFLP of ESR gene

2.1 基因型頻率和基因頻率

根據(jù)PRLR、FSH-β和ESR各基因型的檢出個數(shù)計算基因型頻率和基因頻率,結果見表1。

由表1可見,PRLR基因各基因型分布比較平均;FSH-β基因AB型和AA型均較少,BB型最多,B基因頻率為0.54,為優(yōu)勢等位基因;ESR基因以AB型和BB型較少,AA型較多,A基因頻率高于B基因頻率。

表1 PRLR、FSH-β和 ESR基因的基因型分布和頻率Tab.1 Genotype distribution and allele frequency of PRLR、FSH-βand ESR

2.2 ESR和FSH-β基因與產仔數(shù)關系

從表2可以看出,PRLR基因AA型產仔數(shù)比BB型高1.02頭,差異顯著(P＜0.05);產活仔數(shù)比BB型高1.17頭,差異顯著(P＜0.05);不同基因型間產仔數(shù)表現(xiàn)出BB＞AB＞AA的趨勢。

由表3可以看出,FSH-β基因BB型產仔數(shù)和產活仔數(shù)均高于AA型和BB型個體,BB型與AA型、AB型產仔數(shù)差異顯著(P＜0.05),AB型與AA型差異不顯著(P＞0.05)。

由表4可以看出,ESR基因各基因型產仔數(shù)和產活仔數(shù)均差異不顯著(P＞0.05)。

表2 PRLR基因與產仔數(shù)的關系Tab.2 The relationships between PRLR gene and litter size

表3 FSH-β基因與產仔數(shù)的關系Tab.3 The relationships between FSH-βgene and litter size

表4 ESR基因與產仔數(shù)的關系Tab.4 The relationships between ESR gene and litter size

3 討論

催乳素是繁殖必需的腺垂體肽類激素。孫延曉等[8]研究的結果表明,PRLR基因在萊蕪黑豬、里岔黑豬、魯萊黑豬、長白豬、大約克夏豬的優(yōu)勢等位基因是B(均在0.5以上),基因型頻率是AB＞BB＞AA。徐寧迎等[9]研究了PRLR基因對金華豬產仔性能的影響,結果表明不同基因型母豬總產仔數(shù)和活產仔數(shù)差異不顯著。施啟順等[10]研究發(fā)現(xiàn)PRLR基因不同基因型對產仔性能的影響,均表現(xiàn)為AA型優(yōu)于AB型和BB型。Rothschild等[1]的研究結果表明,在長白豬合成系中AA型母豬產仔數(shù)顯著高于AB、BB型,AA型母豬比BB型母豬每窩平均增加0.66～1.00頭仔豬。本試驗結果表明,在大長雜交一代母豬中,3種基因型分布均勻,AA型產仔數(shù)和產活仔數(shù)均高于AB型和BB型個體,BB型與AA型產仔數(shù)差異顯著(P＜0.05),AB型與BB型和AA型差異不顯著(P＞0.05),與Rothschild等[1]和施啟順等[10]的研究結果一致。

FSH-β基因是豬產仔數(shù)性狀的主效基因。趙要風等[6]指出,在杜洛克、大約克、長白等國外豬種中,FSH-β優(yōu)良基因型為BB型。李盛霖等[11]也指出,在大白、長白及長大雜種母豬 FSH-β基因座A等位基因頻率較低,B等位基因頻率較高且占有絕對優(yōu)勢,BB基因型占有優(yōu)勢,AA基因型較少。本試驗中,大長雜交一代母豬的AB和AA型均很少,而BB型最多,優(yōu)勢等位基因B基因頻率遠高于A基因頻率,這與李盛霖等[11]的研究結果一致,各基因型對產仔數(shù)影響大小依次為BB＞AB＞AA。

自Rothschild等[7]發(fā)現(xiàn) ESR是豬產仔數(shù)的主效基因以來,國內已有很多有關ESR對產仔數(shù)影響的報道,ESR為BB基因型的母豬產仔數(shù)最多,但在本試驗所檢測的大長雜交一代豬群中 ESR基因對母豬產仔數(shù)差異不顯著。這可能是因為所采樣豬群樣本量偏小所導致。

[1]Rothschild M F,Vincental,Tuggleck,et al.A mutation in the prolactin receptor gene is associated with increased litter size in pigs[J].Animal Genetics,1998,29(Suppl.1):69.

[2]李廣錄,趙宗勝,阿米娜,等.綿羊褪黑激素受體1a基因第二外顯子的多態(tài)性分析[J].石河子大學學報:自然科學版,2008,26(3):303-306.

[3]趙宗勝,李大全,楊國安,等.新疆白豬及黑豬生長發(fā)育性狀的遺傳分析[J].石河子大學學報:自然科學版,1999,3(3):205-210.

[4]阮征,王春芳,韓艷云.以催乳素受體基因作為母豬產仔數(shù)候選基因的分析[J].中國畜牧雜志,2003,39(1):33-34.

[5]Cooke D J,Crowe M A,Roche J F,et al.Gonadotrophin heterogeneity and its role in farm animal reproduction.A review[J].Anim Reprod Sci,1996,41(2):77-79.

[6]趙要風,李寧,肖璐,等.豬 FSH-β亞基基因結構區(qū)逆轉座子插入突變及其與豬產仔數(shù)關系的研究[J].中國科學:C輯,1999,29(1):81-86.

[7]Rothchild M F,Larson R G,Jacobson D A,et al.PvuⅡpolymorphisms at the porcine estrogen receptor locus(ESR)[J].Anim Genet,1991,22:448.

[8]孫延曉,曾勇慶,陳其美,等.八個豬種 PRLR和 RBP4基因PCR-RFLP檢測及群體遺傳特性研究[J].山東農業(yè)大學學報:自然科學版,2008,39(4):544-548.

[9]徐寧迎,章勝喬,彭淑紅.金華豬3個繁殖性狀主基因的分布及其效應的研究[J].遺傳學報,2003,30(12):1090-1096.

[10]施啟順,柳小春,劉志偉,等.5個與豬產仔數(shù)相關基因的效應分析[J].遺傳,2006,28(6):652-658.

[11]李盛霖,林長光,朱志明,等.大白、長白及其雜交母豬FSH-β基因多態(tài)性與繁殖性狀的相關分析[J].福建農業(yè)學報,2006,21(4):330-333.

The Relationship between the Genotype of PRLR,FSH-β,ESR and the Litter Size of Landrace×Large White Sows

SUN Jingli1,WU Lei2,LI Daquan1,LIU Xianxia1,HUANG Tao1
(1 College of Animal Science and Technology,Shihezi University,Shihezi 832003,China;2 Ruiheng Livestock Development Company in Kelamayi of Xinjiang,Kelamayi 834000,China)

The relationship between the Genes of PRLR,FSH-β,ESR and the litter size was analysised,providing theory for MAS and accumulate data for application.The genotypes of the PRLR gene,FSH-βgene,ESR gene in a Landrace×Large white sows population were detected by using PCR-RFLP technology.The results showed that in the Landrace×Large white F1 population several litter sizes including total number born,number born alive,were affected significantly by PRLR gene and FSH-β gene,but not significantly by ESR gene.The effect of PRLR gene to the litter size showed a tendency of AA＞AB＞BB.The allele B of FSH-βshowed a tendency of BB＞AB＞AA.

Landrace ×Large white pigs;PRLR;FSH-β;ESR;litter size

S813.2 < class="emphasis_bold">文獻標識碼:A

A

2009-12-09

孫敬禮(1984-),男,碩士生,專業(yè)方向為動物遺傳育種與繁殖。

黃濤(1978-),男,副教授,從事豬分子遺傳學研究。