獺兔毛皮性狀相關(guān)基因的研究進(jìn)展

劉 健，張金枝，翁巧琴

(1.浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，浙江杭州310058; 2.余姚市欣農(nóng)兔業(yè)有限公司)

獺兔，學(xué)名力克斯兔，因其皮毛酷似珍貴毛皮獸—水獺，故被稱之為獺兔。

獺兔除有良好的產(chǎn)肉性能外，皮板輕柔，被毛品質(zhì)具有“短、絨、密、平、美、牢”等特點(diǎn)，是在國際裘皮市場上具有較大發(fā)展?jié)摿Φ囊环N優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的裘皮原料，廣泛應(yīng)用于服裝業(yè)，發(fā)展前景十分廣闊。

1 我國獺兔養(yǎng)殖業(yè)概況

目前，我國獺兔年飼養(yǎng)量約5000 萬只左右，年產(chǎn)獺兔皮3000 萬張左右。獺兔養(yǎng)殖幾乎遍及全國各地，重點(diǎn)養(yǎng)殖區(qū)域主要分布在華北、華東和東北地區(qū)，養(yǎng)殖數(shù)量較多的有山東、四川、河北、江蘇、浙江、黑龍江、河南、安徽、山西、重慶等省、市;獺兔皮交易市場主要集中在河北、廣東、浙江等省;獺兔裘皮加工業(yè)主要分布在廣東惠州，河北滄州、衡水，浙江海寧、桐鄉(xiāng)，山東威海，北京等地。獺兔裘皮服飾仍以外銷為主，主要貿(mào)易國有俄羅斯、日本、韓國、美國及西歐等，一件優(yōu)質(zhì)獺兔皮服裝在國外售價(jià)為1000 ～3000 美元，國內(nèi)市場售價(jià)約為3000 ～5000 元，效益可觀。

目前，我國飼養(yǎng)的獺兔品種主要引自美國、德國和法國，缺乏自主培育的當(dāng)家品種，國內(nèi)部分高校、科研單位及企業(yè)開展了獺兔育種研究，取得了一定進(jìn)展，加強(qiáng)獺兔育種工作，積極培育獺兔良種已迫在眉睫。近年來，國內(nèi)外研究者在獺兔分子育種方面的研究已有一定的進(jìn)展，本文主要介紹與獺兔毛皮性狀相關(guān)的三個(gè)基因——角蛋白輔助蛋白(KAP)，成纖維細(xì)胞生長因子5(FGF5)和細(xì)胞周期素A2(CCNA2)的相關(guān)特性及其與獺兔毛皮性狀相關(guān)的研究進(jìn)展，以期對我國獺兔育種工作有一定的指導(dǎo)作用。

2 角蛋白輔助蛋白(KAP)

毛纖維的主要結(jié)構(gòu)蛋白為角蛋白(Keratin)和角蛋白輔助蛋白(KAP)。毛囊的主要作用是產(chǎn)生絨毛，而絨毛的基本性質(zhì)由組成的主要結(jié)構(gòu)蛋白角蛋白和KAP 共同決定。

毛發(fā)角蛋白構(gòu)成毛發(fā)的骨架，含量和結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，而KAP 在不同物種甚至同一物種中的結(jié)構(gòu)和含量變化較大。研究表明:KAP 含量變化越大，其絨毛的品質(zhì)差異越明顯。KAP 蛋白又分為3 類，一類為高甘氨酸酪氨酸蛋白(high-glycine-tyrosine KAPs)，由KAP6.n、KAP7 和KAP8 編碼;一類為高硫蛋白(high-sulfer KAPs)，由KAP1.n、KAP2.n 和KAP3.n 多基因家族編碼;還有一類為超高硫蛋白(Ultra-high-sulfer KAPs)，由KAP4.n 和KAP5.n 多基因家族編碼［1］。KAP 蛋白與角蛋白中間絲相互交聯(lián)，在毛發(fā)纖維形成過程中起到非常重要的作用［2］。

目前，國內(nèi)外學(xué)者對KAPs 已經(jīng)進(jìn)行了大量研究，已有30 個(gè)KAP 家族成員被定位和定性。然而，KAPs 的確切功能和調(diào)控機(jī)制仍尚不十分清楚。有研究表明:KAPs 在調(diào)控絨毛品質(zhì)方面起著重要作用，可能是通過表達(dá)于毛囊特異區(qū)域的KAP-KAP，Keratin-KAP 和Keratin-Keratin 家族之間的相互作用實(shí)現(xiàn)的，還可能受其他基因的調(diào)控［3］。近年來，在毛發(fā)研究領(lǐng)域中KAP 基因的研究已成為研究熱點(diǎn)之一。

宦霞娟等(2009年)［4］研究了KAP3.2，KAP6-1和FGF5 基因外顯子1 和3 在獺兔不同基因型與毛皮性狀和胴體性狀方面的相關(guān)性，初步找到了與毛皮與胴體性狀相關(guān)的遺傳標(biāo)記。結(jié)果表明:KAP3.2位點(diǎn)在胴體和被毛密度性狀上BB 基因型的LSM 極顯著高于AA 基因型(P ＜0.01)，而AA 基因型的LSM 極顯著高于AB 基因型(P ＜0.01)。表明KAP3.2 位點(diǎn)的BB 基因型可作為胴體和被毛密度性狀的首選標(biāo)記基因型;KAP6-1 位點(diǎn)在體質(zhì)和被毛長度性狀上，AB 基因型的LSM 極顯著高于AA 型和BB 型(P ＜0.01)，AA 基因型也極顯著高于BB基因型(P ＜0.01)，胴體質(zhì)量性狀上，AB 基因型的LSM 顯著高于AA 型和BB 型(P ＜0.05)，而AA 基因型和BB 基因型LSM 差異不顯著(P ＞0.05)，說明KAP6-1 位點(diǎn)的AB 基因型可作為體質(zhì)、胴體質(zhì)量和被毛長度性狀的首選標(biāo)記基因型;FGF5-1 位點(diǎn)在體質(zhì)和胴體質(zhì)量性狀上，AA 基因型的LSM 極顯著高于AB 和BB 基因型(P ＜0.01)，AB 基因型極顯著高于BB 基因型(P ＜0.01)，在毛皮質(zhì)量性狀上，AA 基因型的LSM 顯著高于AB 型和BB 型(P ＜0.05)，而AB 基因型和BB 基因型的LSM 差異不顯著(P ＞0.05)，在被毛密度性狀上，AA 基因型的LSM 極顯著高于AB 和BB 基因型(P ＜0.01)，AB基因型極顯著高于BB 基因型(P ＜0.01)，說明FGF5-1 位點(diǎn)的AA 基因型可作為體質(zhì)、胴體質(zhì)量、毛皮質(zhì)量和被毛密度性狀的首選標(biāo)記基因型;FGF5-3 位點(diǎn)在體質(zhì)性狀上，BB 基因型的LSM 極顯著高于AB 型和AA 型(P ＜0.01)，AA 基因型顯著高于AB 基因型(P ＜0.05)，在胴體質(zhì)量性狀上，BB基因型的LSM 極顯著高于AB 型和AA 型(P ＜0.01)，BB 和AB 基因型極顯著高于AA 基因型，在被毛長度性狀上，BB 基因型的LSM 極顯著高于AB型和AA 型(P ＜0.01)，AA 基因型顯著高于AB 基因型(P ＜0.05)。說明FGF5-3 位點(diǎn)的BB 基因型可作為體質(zhì)，胴體質(zhì)量和被毛長度性狀的首選標(biāo)記基因型。

3 成纖維細(xì)胞生長因子5(FGF5)

在嚙鼠類動(dòng)物中，有70 多種基因突變可明顯影響被毛的形態(tài)和長度，許多突變對被毛長度毫無影響，有些則使被毛變短，到目前為止只有一種突變即angora(最初曾命名為go 基因突變)引起被毛變長。這一突變現(xiàn)象引起了眾多學(xué)者的興趣，1984年P(guān)amela.R 設(shè)計(jì)的試驗(yàn)及Jean M.Herbert 等于1994年設(shè)計(jì)的試驗(yàn)證明，go 基因突變就是FGF 基因的突變等位基因。通過研究發(fā)現(xiàn)，兔毛生長發(fā)育過程與毛囊/ 毛乳頭有著密切聯(lián)系。因此，研究影響毛囊/毛乳頭生長的相關(guān)因子對兔毛性狀的選育有著重要意義［5－6］。

大量研究表明，成纖維細(xì)胞生長因子(Fibroblast Growth Factor，F(xiàn)GF)是影響毛囊周期性活動(dòng)及被毛生長的重要生長因子。FGFs 不僅存在于脊椎動(dòng)物體內(nèi)，也存在于無脊椎動(dòng)物體內(nèi)，含有2 個(gè)大內(nèi)含子序列，2 個(gè)內(nèi)含子將功能區(qū)分為3 個(gè)外顯子區(qū)域，是FGF 家族因子的特征之一。但FGF11 ～14 的翻譯區(qū)域由5 個(gè)外顯子構(gòu)成，F(xiàn)GFs 基因翻譯區(qū)域的大小約5 ～100 kb。通過對魚類、兩棲類、鳥類和哺乳動(dòng)物的FGF 鑒定分析表明，不同動(dòng)物之間FGFs 序列具有很高的同源性。FGFs 由150 ～200 個(gè)氨基酸組成的多肽，相互之間的氨基酸序列有20% ～50%是相同的，其中心區(qū)域有大約120 個(gè)氨基酸序列存在高度的同源性(50% ～70%)［7－9］。

分析試驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)表明，F(xiàn)GF5-1 位點(diǎn)的遺傳方差在體質(zhì)強(qiáng)弱、胴體性狀、毛皮質(zhì)量和被毛密度性狀方面均較大，加性效應(yīng)分別占98.9%、95.1%、83.8%和84.2%，說明FGF5-1 位點(diǎn)對獺兔多性狀標(biāo)記輔助選擇具有一定的可靠性。而KAP3.2 和KAP6-1 位點(diǎn)各性狀上的遺傳方差有50%左右來自于顯性效應(yīng)，說明環(huán)境因素對獺兔的生長發(fā)育有著至關(guān)重要的作用。

4 細(xì)胞周期素A2(CCNA2)

細(xì)胞周期素A2(CCNA2)是由CCNA2 基因所編碼的蛋白質(zhì)，屬于高度保守的細(xì)胞周期蛋白家族。細(xì)胞周期素具有調(diào)控CDK 激酶的功能。不同的細(xì)胞周期素表現(xiàn)出明顯不同的細(xì)胞周期蛋白表達(dá)和降解模式。細(xì)胞周期素A2 可以在所有測試組織中表達(dá)，可結(jié)合并激活CDC2 或CDK2 激酶，從而促進(jìn)這兩種細(xì)胞周期的G1/S 和G2/M 轉(zhuǎn)化［10］。

陳賽娟(2011)［11］研究了獺兔的CNNA2 基因與被毛密度的相關(guān)性。通過測序結(jié)果進(jìn)行序列比對，篩查出了兩個(gè)SNP 位點(diǎn):129G ＞A 和1140G ＞C。試驗(yàn)表明:在兔群中，129G ＞A 位點(diǎn)的G 等位基因頻率高于A 等位基因的頻率，GG 型的基因型頻率高于AA 型的基因型頻率，G 基因?yàn)閮?yōu)勢基因。1140G ＞C 位點(diǎn)的G 等位基因頻率高于C 等位基因的頻率，GG 型的基因型頻率高于CC 型的基因型頻率，G 基因?yàn)閮?yōu)勢基因。

試驗(yàn)對CCNA2 基因129G ＞A 位點(diǎn)和1140G ＞C 位點(diǎn)的各基因型與毛皮品質(zhì)的相關(guān)性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:獺兔的背中部被毛密度在CCNA2 基因129G ＞A 位點(diǎn)的不同基因型間差異極顯著(P ＜0.01)，GG 型的背中部被毛密度顯著高于GA 型和AA 型，GA 型的背中部被毛密度顯著高于AA 型;GA 型的絨毛細(xì)度最小、100日齡體重和被毛長度最大，但獺兔100日齡體重、絨毛細(xì)度、被毛長度等毛皮品質(zhì)性狀在129G ＞A 位點(diǎn)的不同基因型間差異均不顯著。獺兔的背中部被毛密度在CCNA2 基因1140G ＞C 位點(diǎn)的不同基因型間差異極顯著(P ＜0.01)，GG 型的背中部被毛密度顯著高于GC 型和CC 型，GC 型的背中部被毛密度顯著高于CC 型;CC型的絨毛細(xì)度最小，GG 型的100日齡體重和被毛長度最大，但獺兔的100日齡體重、絨毛細(xì)度、被毛長度等毛皮品質(zhì)性狀在1140G ＞C 位點(diǎn)的不同基因型間差異均不顯著(P ＞0.01)。

該試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，CCNA2 基因129G ＞A 位點(diǎn)和1140G ＞C 位點(diǎn)的GG 基因型均能在不影響獺兔皮張面積、被毛長度和絨毛細(xì)度的情況下，顯著增加其被毛密度。因此，CCNA2 基因可以作為影響獺兔毛皮性狀的遺傳標(biāo)記。

5 展 望

目前，我國的獺兔育種工作相對落后，嚴(yán)重制約了獺兔業(yè)的發(fā)展。隨著分子育種理論和技術(shù)的日趨完善，利用分子標(biāo)記找到與產(chǎn)毛性狀相關(guān)聯(lián)的標(biāo)記位點(diǎn)，進(jìn)而培育優(yōu)良的獺兔品種，已成為研究的重點(diǎn)。

在陳賽娟(2011)［11］的研究中，利用家兔全基因表達(dá)譜芯片篩選出了2657 個(gè)在不同被毛密度獺兔皮膚組織間差異表達(dá)基因，其中包含1106 個(gè)已知功能的基因。

在宦霞娟(2009)［4］和陳賽娟(2011)［11］的研究中，分別選擇了KAP、FGF5 以及CCNA2 基因進(jìn)行了多態(tài)性檢測及其與被毛品質(zhì)的相關(guān)性研究，進(jìn)一步的研究應(yīng)該結(jié)合基因芯片的結(jié)果選取更多的候選基因，通過對這些基因進(jìn)行多態(tài)性檢測及其與被毛品質(zhì)的相關(guān)性研究，最終尋找到與皮用兔毛皮品質(zhì)，特別是被毛密度高度相關(guān)的分子標(biāo)記。此外，在一定的分離群體中進(jìn)行主基因－多基因分析，并實(shí)現(xiàn)主基因的QTL 定位和分子標(biāo)記輔助選擇。

獺兔KAP，F(xiàn)GF-5 及CCNA2 基因遺傳多樣性與遺傳育種關(guān)系的研究為獺兔的分子育種奠定了理論基礎(chǔ)，但是我國目前在分子育種方面的研究還較少。因此，在今后的獺兔育種工作中應(yīng)特別加強(qiáng)對分子育種的研究工作。

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