家禽產(chǎn)蛋性能相關(guān)基因研究進(jìn)展

蘇 丹 欒新紅 曹中贊 王來(lái)有 寧志利

（沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院，沈陽(yáng) 110866）

家禽為人們提供了大量的肉、蛋資源，家禽的產(chǎn)蛋性能直接影響?zhàn)B殖戶的經(jīng)濟(jì)利益，提高家禽的產(chǎn)蛋性能也一直是家禽育種的主要目標(biāo)之一。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們運(yùn)用不同方法，從不同方面對(duì)影響家禽生產(chǎn)性能的因素進(jìn)行了研究。家禽的產(chǎn)蛋機(jī)理復(fù)雜，受激素、環(huán)境等多種因素的影響，還與其繁殖性能密切相關(guān)，而母禽的就巢性又是影響其繁殖性能的主要因素之一，因此可以通過(guò)與就巢基因相關(guān)的分子標(biāo)記，經(jīng)輔助選擇等手段快速減弱母禽的就巢性，進(jìn)而提高母禽的產(chǎn)蛋量。迄今為止，已報(bào)道的與產(chǎn)蛋性能相關(guān)的基因有催乳素基因、促卵泡激素β亞基、雌激素受體α亞基、卵細(xì)胞卵黃生成受體、卵（類(lèi)粘蛋白）抑制劑、促性腺激素釋放激素受體基因和血管活性腸肽基因等。

1 家禽產(chǎn)蛋性能相關(guān)基因的研究方法

隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)基因及基因組的了解越來(lái)越深入，用于研究基因的方法也越來(lái)越多。在家禽產(chǎn)蛋性能相關(guān)基因的研究中，單核苷酸多態(tài)性（SNPs）是熱點(diǎn)之一。常用的方法包括生物信息學(xué)方法、直接測(cè)序、單鏈構(gòu)象多態(tài)（SSCP）、限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)（PCR-RFLP）、擴(kuò)增創(chuàng)造酶切位點(diǎn)法（ACRS-PCR）和基因芯片技術(shù)等。

生物信息學(xué)方法可以利用Gen bank上數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息，結(jié)合合適的生物信息學(xué)手段和計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別方法，大大降低檢測(cè)SNPs的成本和時(shí)間。直接測(cè)序是檢測(cè)SNPs最直接的方法，通過(guò)對(duì)不同個(gè)體同一基因或基因片段的測(cè)序和比對(duì)，可以直接、準(zhǔn)確的檢測(cè)出被測(cè)基因是否存在堿基變異，但測(cè)序費(fèi)用相對(duì)比較高，不適合大樣本的篩選。

單鏈構(gòu)象多態(tài)性（SSCP）分析是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種基本分析方法，是一種DNA單鏈凝膠電泳技術(shù)，它根據(jù)形成不同構(gòu)象的等長(zhǎng)DNA單鏈在中性聚丙烯酰胺凝膠中的電泳遷移率變化來(lái)檢測(cè)基因變異。SSCP具有靈敏度高、操作簡(jiǎn)便、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。為了高靈敏、特異性地顯示SSCP分析結(jié)果，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展多種PCR-SSCP技術(shù)，如，在PCR擴(kuò)增中用同位素或熒光素等標(biāo)記引物或核苷酸，該方法比較經(jīng)濟(jì)，擴(kuò)增特異性強(qiáng)，多用于大樣本的檢測(cè)和篩選；電泳后用銀染或溴化乙錠染色以顯示結(jié)果，這種方法便于操作，適用于一般實(shí)驗(yàn)室。

限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)（PCR-RFLP）是用PCR擴(kuò)增目的DNA，再用特異性內(nèi)切酶消化PCR產(chǎn)物，不同等位基因的限制性酶切位點(diǎn)分布不同，產(chǎn)生不同長(zhǎng)度的DNA片段，在凝膠電泳上產(chǎn)生不同的條帶。隨著科技的發(fā)展，在經(jīng)典PCRRFLP的基礎(chǔ)上建立了ACRS-PCR法，使原本不具有酶切識(shí)別位點(diǎn)的序列在引物設(shè)計(jì)時(shí)人為的引入一個(gè)酶切位點(diǎn)，擴(kuò)大了研究對(duì)象。

基因芯片技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù)，是利用生物學(xué)技術(shù)將數(shù)以萬(wàn)計(jì)的標(biāo)記探針排列于一小塊芯片上，因?yàn)槠渚哂行畔⒘看蟆⒆詣?dòng)化程度高等特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。但由于該技術(shù)尚不完善，存在靈敏度低、重復(fù)性差等問(wèn)題，需要進(jìn)一步解決。

2 家禽產(chǎn)蛋性能相關(guān)基因的研究進(jìn)展

2.1 催乳素基因

催乳素（PRL）是動(dòng)物垂體前葉嗜酸性細(xì)胞分泌的多肽類(lèi)激素，對(duì)哺乳動(dòng)物乳腺發(fā)育和泌乳、調(diào)節(jié)卵巢功能、維持妊娠、機(jī)體免疫等有重要的生物學(xué)效應(yīng)。接種催乳素可以抑制卵巢卵泡的發(fā)育，影響血漿中黃體生成素的含量，減少產(chǎn)蛋量，而且在家禽中PRL是就巢行為發(fā)生和維持的關(guān)鍵激素[1]，而就巢性的強(qiáng)弱與產(chǎn)蛋性能密切相關(guān)。雞PRL基因存在基因變異主要是編碼信號(hào)肽的區(qū)域差異較大，雞PRL 24-bp插入／缺失位點(diǎn)的不同基因型就巢性差異顯著；對(duì)文昌雞PRL不同基因型進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)其300日齡產(chǎn)蛋數(shù)差異顯著[2]。

2.2 促卵泡激素β亞基

促卵泡激素（FSH）是由動(dòng)物垂體前葉嗜堿性細(xì)胞分泌的一種糖蛋白類(lèi)促性腺激素，它是由2個(gè)非共價(jià)結(jié)合可解離的α和β亞基所組成的，在下丘腦-垂體-性腺生殖軸中起到重要作用。家禽血漿中FSH β的含量受到光照、饑餓和年齡等多種因素的影響，進(jìn)而影響到家禽的產(chǎn)蛋量。FSH β亞基基因由3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子組成，F(xiàn)SH β基因pro2位點(diǎn)不同基因型36周平均產(chǎn)蛋量差異顯著；FSH β基因外顯子3的不同基因型間差異顯著[3]。

2.3 雌激素受體α亞基

雌激素（estrogen）是由卵泡的內(nèi)膜細(xì)胞和顆粒細(xì)胞共同參與合成的類(lèi)固醇激素，具有促進(jìn)生殖器官的發(fā)育和成熟、促進(jìn)雌性副性征的出現(xiàn)、維持及性行為等功能，但雌激素與雌激素受體（ESR）結(jié)合后才能發(fā)揮其作用。ESR基因多態(tài)性與產(chǎn)蛋性狀中的產(chǎn)蛋數(shù)、平均連產(chǎn)天數(shù)顯著相關(guān)，是核受體超家族成員之一，有ESRα、ESRβ和ESRγ3種不同基因編碼的亞型，ESR α基因5’側(cè)翼調(diào)控區(qū)的不同基因型對(duì)36周平均產(chǎn)蛋量也有顯著影響[3]。

2.4 卵細(xì)胞卵黃生成受體基因

雞卵細(xì)胞卵黃生成受體（OVR）是一種位于Z染色體上的一個(gè)基因編碼卵細(xì)胞膜蛋白，主要生理功能是介導(dǎo)產(chǎn)蛋雞的卵細(xì)胞從血漿極低密度脂蛋白（VLDL）和卵黃蛋白原（VTG）中吸收卵黃蛋白的前體物質(zhì)—低密度脂蛋白（LDL）和卵黃磷脂蛋白（LV），而血漿中的VLDL濃度與蛋雞的蛋組成、蛋產(chǎn)量、體重、開(kāi)產(chǎn)日齡均存在相關(guān)性。OVR不同基因型間的產(chǎn)蛋量和蛋重差異顯著，開(kāi)產(chǎn)日齡和蛋殼厚度間差異極顯著[4]。

2.5 卵（類(lèi)粘蛋白）抑制劑

卵（類(lèi)粘蛋白）抑制劑（OIH）是一種存在于血漿和蛋清中，在禽類(lèi)輸卵管、肝臟和法氏囊中表達(dá)，受雌激素和孕酮影響的蛋白酶抑制劑，具有抑制胰凝乳蛋白酶、胰島素和抑肽酶E的活性的作用，還與免疫有關(guān)，其與生長(zhǎng)激素、促黃體素、催乳素等激素共同存在于血液循環(huán)中，激素間的相互作用影響其表達(dá)和功能，進(jìn)而影響禽類(lèi)的產(chǎn)蛋性能[5]。此外，OIH與胰蛋白酶結(jié)合形成的聚合物微?？梢钥朔鞍姿幬锏慕到?，阻止細(xì)菌在蛋中的繁殖，具有保護(hù)蛋黃和卵胚的作用，使禽蛋在缺乏先天和后天宿主防衛(wèi)的情況下能長(zhǎng)時(shí)間、有效地抵御微生物的侵害，提高蛋品質(zhì)。

2.6 促性腺激素釋放激素基因

促性腺激素釋放激素（GnRH）是由脊椎動(dòng)物的下丘腦神經(jīng)元分泌的一類(lèi)十肽類(lèi)激素，廣泛分布于神經(jīng)、內(nèi)分泌、生殖和消化系統(tǒng)中。在垂體前葉內(nèi)，GnRH作用于腺垂體，刺激FSH和黃體生成素（LH）的分泌，這2種促性腺激素刺激靶器官合成并分泌相應(yīng)的甾體類(lèi)性腺激素，從而形成調(diào)控生殖器官發(fā)育和配子生成的下丘腦—垂體—性腺軸，GnRH還可直接作用于性腺，起抑制作用。

以皖西白鵝、萊茵鵝為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)GnRH基因具有多態(tài)性，不同基因型間產(chǎn)蛋量差異顯著[6]。對(duì)連城白鴨 GnRH 基因 5′端調(diào)控區(qū)上的非翻譯區(qū)（UTR）位點(diǎn)進(jìn)行PCR-SSCP檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該位點(diǎn)是個(gè)多態(tài)位點(diǎn)，而且該位點(diǎn)與連城白鴨的300日齡產(chǎn)蛋數(shù)顯著相關(guān)[7]。適量口服GnRH類(lèi)似物能顯著增加鴨的產(chǎn)蛋量，而且對(duì)血清中孕酮、雌二醇和催乳素水平有顯著影響[8]。

2.7 血管活性腸肽基因

血管活性腸肽（VIP）基因具有促進(jìn)催乳素分泌的功能，是禽類(lèi)催乳素分泌的一系列下丘腦釋放因子中較為主要的促進(jìn)因子之一。研究火雞幼雛 VIP在 PRL 分泌中的作用，發(fā)現(xiàn)PRL 對(duì) VIP有負(fù)反饋?zhàn)饔茫芙档拖虑鹉X GnRH 的水平，進(jìn)而降低 LH 水平?；痣u主動(dòng)免疫或被動(dòng)免疫 VIP 抗體能夠降低就巢率，增加產(chǎn)蛋率。雞免疫VIP后，高峰期的產(chǎn)蛋率顯著降低，但是高峰期后的產(chǎn)蛋率顯著升高，就巢率降低，在基因表達(dá)層次研究發(fā)現(xiàn)，VIP免疫后垂體PRL、垂體和下丘腦催乳素受體基因（PRLR）的表達(dá)顯著降低[9]。

2.8 類(lèi)胰島素生長(zhǎng)因子

類(lèi)胰島素生長(zhǎng)因子2（IGFⅡ）基因是生長(zhǎng)軸中的重要基因，主要作為生長(zhǎng)激素的中間信使，傳遞生長(zhǎng)激素。在雞體內(nèi)IGFⅡ的主要生物學(xué)功能包括促進(jìn)葡萄糖和氨基酸的吸收、提高DNA和蛋白質(zhì)的合成、刺激各種細(xì)胞的增生等。對(duì)IGFⅡ3個(gè)位點(diǎn)不同基因型組合與母雞群體生長(zhǎng)性能相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)：基因型組合AB/CC/EE個(gè)體的12、16周齡體重顯著大于AB/CD/EE基因型個(gè)體，AB/CD/EG基因型個(gè)體的8周齡體重顯著大于其余6種基因型，300日齡體重顯著大于AB/CD/EE基因型個(gè)體[10]。

2.9 促甲狀腺激素

促甲狀腺激素（TSH）可以調(diào)節(jié)甲狀腺內(nèi) T3/T4的分泌，進(jìn)而調(diào)控機(jī)體的生長(zhǎng)和代謝，也可以引發(fā)光周期反應(yīng)控制禽類(lèi)的繁殖性能。促甲狀腺激素由非特異性的α亞基和特異性的 β 亞基以非共價(jià)鍵結(jié)合而成。其中，β亞基對(duì)TSH 的生物學(xué)活性起著決定性作用。鵝TSH-β基因具有多態(tài)性，不同基因型群體在一個(gè)產(chǎn)蛋周期內(nèi)產(chǎn)蛋量差異顯著[11]。

3 小結(jié)

家禽產(chǎn)蛋機(jī)理復(fù)雜，與激素的調(diào)控、神經(jīng)內(nèi)分泌作用、生理、生化等反應(yīng)密切相關(guān)。從基因水平研究家禽產(chǎn)蛋性能能夠從整體上研究影響家禽產(chǎn)蛋性能的因素。目前，已發(fā)現(xiàn)一些與產(chǎn)蛋性能相關(guān)的基因，這些基因主要是通過(guò)調(diào)節(jié)相應(yīng)的激素合成和分泌來(lái)影響家禽的產(chǎn)蛋量和蛋品質(zhì)，可以通過(guò)在飼料中直接添加這些激素的類(lèi)似物，達(dá)到增強(qiáng)家禽產(chǎn)蛋性能的作用，但這種方式不具有遺傳性，不能從根本上解決問(wèn)題，這就需要科研工作者對(duì)家禽產(chǎn)蛋機(jī)理及其相應(yīng)的調(diào)控機(jī)制進(jìn)行更深入、全面的研究。

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