家豬染色體研究進(jìn)展及其在豬育種中的應(yīng)用

李志惠，李 德

(貴州省畜牧獸醫(yī)學(xué)校，貴州 貴陽(yáng) 550018)

自1990年以來(lái)，家豬遺傳基因圖譜(包括物理圖譜和遺傳連鎖圖譜)的科研工作發(fā)展迅速，應(yīng)用原位雜交、體細(xì)胞雜交等分子生物學(xué)技術(shù)將數(shù)以百計(jì)的遺傳標(biāo)記定位到染色體上，尤其是近年來(lái)發(fā)展的染色體涂染技術(shù)，對(duì)家豬染色體的認(rèn)識(shí)和對(duì)染色體重組和畸變的研究提高到分子水平。我國(guó)對(duì)家豬染色體研究報(bào)道很多，本文主要從家豬的染色體核型、染色體高分辨顯帶、染色體C帶、染色體Ag-NORs帶、染色體核型及帶型在家豬育種中的應(yīng)用幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。

1 家豬染色體研究現(xiàn)狀

1.1 家豬染色體核型研究 國(guó)內(nèi)家豬染色體核型的研究始于1976年，到目前為止，我國(guó)對(duì)引進(jìn)豬種(如長(zhǎng)白豬、杜洛克和漢普夏等)、國(guó)內(nèi)豬種(如高坡豬、久仰香豬、貴州香豬、滇陸新品系豬和巴馬小型豬等)進(jìn)行了研究，分別報(bào)道家豬染色體核型、C帶、G帶及高分辨G帶模式圖、Ag-NORs帶和R帶，表明引進(jìn)豬種、國(guó)內(nèi)豬種及雜種豬間有一定差異。見表1。

表1 不同豬種染色體核型

1.2 家豬染色體高分辨顯帶研究 家豬起源是由野豬進(jìn)化而來(lái)，在不同時(shí)期、不同地區(qū)、不同條件下或在同一時(shí)期、不同地區(qū)、不同條件下選育形成的家豬不同品種之間存在遺傳上的差別會(huì)在染色體上表現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)對(duì)染色體進(jìn)行顯帶處理，不同品種間的差異會(huì)通過(guò)帶紋顯現(xiàn)，而隨染色體顯帶帶紋的增加，差異程度會(huì)相應(yīng)加大。家豬高分辨顯帶更能把染色體上的深染區(qū)域與淺染區(qū)域區(qū)分開。丹麥Hansen［6］對(duì)家豬染色體Q帶、G帶、R帶進(jìn)行了比較分析。國(guó)內(nèi)陳文元［7］首次報(bào)道了我國(guó)4個(gè)家豬品種的G帶帶型模式圖。

隨家豬基因組計(jì)劃和基因定位的需要，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了對(duì)家豬染色體高分辨顯帶的研究，Renne M［8］獲得了近400條帶的高分辨 R 帶;王喜忠等［9］獲得了內(nèi)江豬、藏豬、姜曲海豬、梅花豬、滇南小耳豬、二花臉豬、東北民豬等高分辨G帶，帶數(shù)達(dá)444條;于汝梁等［10］發(fā)表了420條帶和503條帶的G帶模式圖;夏金星等［11］繪制了家豬高分辨G帶染色體577條帶紋模式圖;曹陽(yáng)等［12］獲得了松遼黑豬G-帶帶型與其他家豬相比沒有明顯差異。

1.3 家豬染色體C帶研究 Hansen［13］首次成功地把C帶染色體應(yīng)用于家豬染色體的研究。隨后曾養(yǎng)志等［14］對(duì)家豬C帶從不同角度進(jìn)行探討，發(fā)現(xiàn)家豬的C帶同其它哺乳動(dòng)物一樣，也表現(xiàn)出多態(tài)性。從而為染色體物質(zhì)結(jié)構(gòu)及呈現(xiàn)多態(tài)性的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外對(duì)有關(guān)家豬染色體C帶的主要研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面。

1.3.1 染色體C帶分帶技術(shù):張玄兵［15］對(duì)生物染色體顯帶技術(shù)的研究與應(yīng)用進(jìn)行了探討。

1.3.2 染色體C帶與豬品種差異:徐銀學(xué)等［16］對(duì)家豬不同品種間雜交組合間同源染色體C帶多態(tài)性進(jìn)行了研究，表明不同品種間C帶長(zhǎng)度、面積和異染色質(zhì)的量的多態(tài)性方面存在顯著差異，具有品種或群體特征。周全等［17］對(duì)家豬染色體C帶帶紋量化記述法的探討，首次提出用C帶帶紋量化法進(jìn)行數(shù)量化處理，更便于對(duì)染色體的分析和計(jì)算機(jī)處理。徐銀學(xué)等［16］對(duì)家豬染色體C帶(C-band of chromosomes)的定量分析進(jìn)行了研究，分析了二花臉、大約克純種豬染色體C帶的長(zhǎng)度、面積和異染色質(zhì)的量之間的差異，表明染色體C帶可以作為區(qū)分品種之間差異的重要依據(jù)。

1.3.3 家豬染色體C帶多態(tài)性及品種、個(gè)體間差異研究:表現(xiàn)在同源染色體間C帶大小的差異，王曉飛等［18］C帶分布位置在兩品種間是一致的，C帶的大小在同一個(gè)體的同源染色體間有差別，這種差別在不同細(xì)胞中是穩(wěn)定的，在不同個(gè)體間是有差異的;不同對(duì)染色體間C帶大小的差異和同一對(duì)染色體間C帶大小在不同品種和個(gè)體間的差異。陳文元等［19］曾對(duì)家豬的C帶多態(tài)性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其廣泛存在于品種間和品種內(nèi)。C帶大小從親代到子代具有穩(wěn)定的遺傳性即按孟德爾遺傳方式。保證個(gè)體內(nèi)不同細(xì)胞及不同生長(zhǎng)時(shí)期C帶變體大小的相對(duì)穩(wěn)定性是染色體具有多態(tài)性及遺傳性的前提。染色體C帶是反映著絲粒區(qū)的結(jié)構(gòu)性異染色質(zhì)，它的多態(tài)性是遺傳物質(zhì)多態(tài)性。

1.3.4 家豬染色體C帶多態(tài)性與生產(chǎn)性能的相關(guān)性研究:那森等［20］對(duì)豬染色體雜合性能與生產(chǎn)性能的相關(guān)性研究，探索了其對(duì)生產(chǎn)性能的相關(guān)性。家豬染色體C帶研究是系統(tǒng)學(xué)和進(jìn)化學(xué)研究中廣泛應(yīng)用的有效技術(shù)。染色體C帶多態(tài)性可作為豬雜交育種標(biāo)識(shí)，用以對(duì)豬進(jìn)行群體考核，因此對(duì)豬的選種、雜種優(yōu)勢(shì)和配合力預(yù)測(cè)有一定實(shí)用價(jià)值。

1.4 家豬染色體Ag-NORs帶研究 銀染技術(shù)是專門用來(lái)研究核仁組成區(qū)(NORs)中18S+28SrRNA基因的功能與轉(zhuǎn)錄性的。家豬Ag-NORs位于8號(hào)和10號(hào)染色體的次縊痕區(qū)，通常每個(gè)細(xì)胞顯示的Ag-NORs數(shù)目變動(dòng)在1～4之間，屬孟德爾方式遺傳，呈等顯性。

Ag-NORs的分布頻率具有品種特征，其多態(tài)性能反映品種的起源與進(jìn)化［21］。黑河豬為華北型和華中型之間的過(guò)渡型品種，王勇強(qiáng)等［22］認(rèn)為其Ag-NOR的研究結(jié)果(均數(shù)為2.21±0.35個(gè))居歐亞野豬之間。徐珊等［23］通過(guò)對(duì)7頭二花臉豬的研究，認(rèn)為在Ag-NORs的分布特征上與次縊痕一樣具有顯著的多態(tài)性，王子淑［21］通過(guò)對(duì)7種家豬的研究，認(rèn)為8號(hào)染色體多態(tài)性在品種內(nèi)也很明顯。

2 染色體核型及帶型在家畜育種中的應(yīng)用

研究豬染色體對(duì)豬遺傳改良等方面具有一定實(shí)用價(jià)值。染色體是遺傳物質(zhì)的載體，具有貯存和傳遞DNA、控制基因活動(dòng)和調(diào)節(jié)基因重組的作用，不同物種在一定的進(jìn)化時(shí)期內(nèi)，其染色體數(shù)目及形態(tài)保持相對(duì)恒定。染色體核型及帶型研究在家畜育種中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面。

2.1 豬染色體帶型分析包括C分帶、G分帶、Q分帶、R分帶、Ag-NORs分帶、高分辨顯帶和基因定位研究，主要是搞清豬的遺傳組成和豬的基因分布與位置，為豬的雜交育種、起源進(jìn)化提供理論基礎(chǔ)。其中G分帶、Q分帶和R分帶在各種不同品種中比較穩(wěn)定，可對(duì)染色體進(jìn)行區(qū)域劃分和對(duì)豬基因定位提供依據(jù);而C帶、Ag-NORs帶在不同品種甚至在不同個(gè)體之間差異較大，可作為研究豬雜交育種與豬起源進(jìn)化的1個(gè)指標(biāo)。

2.2 C分帶可以顯示異染色質(zhì)位置，C分帶染色程度和大小在不同品種、不同個(gè)體豬之間均有較大變化，即C帶多態(tài)性。C帶多態(tài)性集中在13～18號(hào)染色體上，并且按照孟德爾遺傳規(guī)律遺傳。因此，C分帶多態(tài)性可以作為豬雜交育種標(biāo)識(shí)，用以對(duì)豬進(jìn)行群體考察，它對(duì)于豬的選種和配合力預(yù)測(cè)都有一定實(shí)用價(jià)值。染色體核型與帶型不僅能反映1個(gè)品種或類群的種質(zhì)特性，將其與生產(chǎn)性能相聯(lián)系，還有利于經(jīng)濟(jì)性狀的開發(fā)利用與育種工作的進(jìn)行。

2.3 研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞在有絲分裂過(guò)程中，著絲粒及其附近的結(jié)構(gòu)性異染色質(zhì)的量是恒定的，中期染色體C帶大小不因染色體的長(zhǎng)度變化而變化，在個(gè)體內(nèi)細(xì)胞間同一染色體的C帶大小具高度可重復(fù)性;同一個(gè)體不同時(shí)期的C帶大小具有相似性，從而說(shuō)明家豬染色體的C帶作為遺傳標(biāo)記是可行的［16］。

2.4 陳宏等［24］研究了秦川牛Y染色體多態(tài)性與精液品質(zhì)、體尺及外貌特征之間的關(guān)系，結(jié)果表明它們之間不存在一定的相關(guān)關(guān)系。利用家豬染色體核型參數(shù)與生產(chǎn)性能相關(guān)性研究報(bào)道很少，那森等［20］對(duì)家豬研究發(fā)現(xiàn)條比值增大，其瘦肉率提高，雜合度增大，與骨重呈顯著正相關(guān)(P＜0.01)，與失水率、眼肌纖維細(xì)度無(wú)確定相關(guān)。

2.5 柳萬(wàn)生等［25］研究表明，埋植組成素和飼喂增瘦劑的育肥豬Ag-NORs染色體聯(lián)合偏低，類似于人類的研究結(jié)果。說(shuō)明這兩種藥物可能會(huì)降低rRNA基因的活性。因此，家豬的Ag-NORs染色體聯(lián)合有可能作為環(huán)境監(jiān)測(cè)的1個(gè)指標(biāo)，用于某些誘變劑、飼料添加劑、獸藥等的副作用分析之中。

2.6 通過(guò)對(duì)豬品種銀染均數(shù)及8號(hào)染色體銀染陽(yáng)性的平均染色體頻率的統(tǒng)計(jì)，及對(duì)日增重與瘦肉率測(cè)定，統(tǒng)計(jì)表明，銀染與其育肥育性能之間呈顯著負(fù)相關(guān)，特別是個(gè)體Ag-NORs均數(shù)，8號(hào)染色體Ag-NORs+染色核型頻率與日增重相關(guān)的程度，比迄今為止用于豬選種的任何一個(gè)生化遺傳標(biāo)記性狀都要高，由此可見，Ag-NORs可能作為1項(xiàng)選種指標(biāo)，用于豬肥育性能的選擇［25］。張周平等［26］在 Ag-NORs與豬的毛色育種中表明，豬的Ag-NORs與毛色之間具有密切關(guān)系。

3 結(jié)語(yǔ)

染色體核型、帶型的研究對(duì)了解家豬的起源和進(jìn)化歷程，了解家豬的品種、類群的細(xì)胞學(xué)水平差異，為品種鑒定、品系的建立、育種方案制定、預(yù)測(cè)雜交優(yōu)勢(shì)和遺傳疾病具有重要意義，也是基因定位與基因圖譜研究的基礎(chǔ)工作。

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