杜民雜交豬基因雜合度與繁殖性狀關(guān)系研究

王希彪，牟春堂，郝小燕，狄生偉，崔世泉，童縣偉，楊慶山

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱150030）

杜民雜交豬基因雜合度與繁殖性狀關(guān)系研究

王希彪，牟春堂，郝小燕，狄生偉，崔世泉，童縣偉，楊慶山

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱150030）

利用25個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記對(duì)3個(gè)世代杜民雜交豬進(jìn)行基因雜合度遺傳學(xué)檢測(cè)，統(tǒng)計(jì)產(chǎn)仔數(shù)、初生重、初生窩重、21日齡重以及21日齡窩重等繁殖性狀。通過基因雜合度與繁殖性狀間相關(guān)分析，結(jié)果表明，隨著選育世代增加，群體平均雜合度呈逐代降低趨勢(shì)；3個(gè)世代群體平均雜合度變化趨勢(shì)與各個(gè)繁殖性狀變化趨勢(shì)基本一致；基因雜合度與產(chǎn)仔數(shù)、初生窩重間呈顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)分別為0.615和0.640。由此可見，選育群體基因雜合度的變化對(duì)產(chǎn)仔數(shù)和初生窩重等繁殖性狀有顯著影響。

杜民雜交豬；微衛(wèi)星標(biāo)記；雜合度；繁殖性狀

經(jīng)濟(jì)雜交在畜牧生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，但雜種優(yōu)勢(shì)作用機(jī)制和雜種優(yōu)勢(shì)預(yù)測(cè)進(jìn)展緩慢[1]。DNA分子標(biāo)記的發(fā)展，為動(dòng)物雜種優(yōu)勢(shì)研究及預(yù)測(cè)開辟了新途徑。微衛(wèi)星分子標(biāo)記是DNA分子標(biāo)記典型代表，從分子水平上評(píng)價(jià)動(dòng)物雜種優(yōu)勢(shì)方法具有更高可靠性[2]。

基因雜合度是指在整個(gè)基因組上雜合型基因座位所占比例，是反應(yīng)群體或個(gè)體遺傳雜合程度重要參數(shù)[3]。研究發(fā)現(xiàn)，基因雜合度與近交衰退呈負(fù)相關(guān)，基因雜合度與動(dòng)物多性狀存在相關(guān)關(guān)系[4-6]。本研究利用微衛(wèi)星標(biāo)記檢測(cè)不同世代杜民雜交群體基因雜合度，分析其與繁殖性狀關(guān)系，旨在探討基因雜合度變化對(duì)繁殖性能影響。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 豬耳組織采集

試驗(yàn)群體選自黑龍江省蘭西縣民豬保種基地，其中包括杜民（DM）60頭、杜民橫交一世代（DM1）88頭、杜民二世代（DM2）67頭。采集耳組織，將收集到的耳組織放入裝有75%乙醇1.5 mL離心管中，置于-20℃冰箱中保存。

1.1.2 豬繁殖性能測(cè)定

本試驗(yàn)測(cè)定的繁殖性能主要有各世代初產(chǎn)母豬的產(chǎn)仔數(shù)、仔豬初生重、初生窩重、21日齡重、21日齡窩重，從分娩開始逐一跟蹤仔豬測(cè)定、記錄繁殖性狀數(shù)據(jù)。

1.1.3 試驗(yàn)所需試劑

試驗(yàn)試劑主要有三羥甲基氨基甲烷、Tris飽和酚、蛋白酶K（Proteinase K）、DL2000 Marker、dNTPs、Taq酶、瓊脂糖、丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺、PBR322 Marker、甲醛、硝酸銀、乙醇、乙酸等，試劑均為分析純等級(jí)。

1.1.4 主要儀器設(shè)備

梯度PCR儀（Biometra公司）、KQ-700E型超聲波清洗器、HZS-H型水浴振蕩器、高壓滅菌鍋、JY600C型電泳儀、DYY-8B型電泳儀、WD-9405B型水平搖床、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、電子天平、UV-凝膠成像系統(tǒng)、D30-分光光度計(jì)。

1.2 方法

1.2.1DNA提取與檢測(cè)

按常規(guī)酚氯仿抽提法提取耳組織DNA[7]，然后用2%瓊脂糖凝膠電泳法和分光光度計(jì)法分別檢測(cè)DNA濃度，將濃度合格的DNA稀釋到200 ng·μL-1，-20℃條件下保存。

1.2.2 微衛(wèi)星標(biāo)記座位選擇

本試驗(yàn)在選擇微衛(wèi)星標(biāo)記座位時(shí)，參考相關(guān)研究結(jié)果[8-9]，從FAO-ISAG選取25個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記座位，分布于1～17號(hào)及X染色體，等位基因數(shù)在2～8（部分基因座位及其引物見表1）。

1.2.3PCR反應(yīng)條件及擴(kuò)增程序

PCR反應(yīng)體系（10 μL）：包括ddH2O 6.4 μL、10×buffer 1 μL、dNTPs 2.5 μmol·L-10.8 μL、上下游引物各0.3 μL、Taq酶（5 U·μL-1）0.2 μL、DNA模板1 μL。

PCR擴(kuò)增程序：94℃預(yù)變性5 min；94℃變性30 s，53.2～63.8℃退火30 s，72℃延伸30 s，30～35個(gè)循環(huán)；最后72℃延伸7 min，最后將擴(kuò)增產(chǎn)物4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.4 基因分型

將PCR擴(kuò)增產(chǎn)物用12%聚丙烯酰胺凝膠電泳分離，電泳緩沖液為1%TBE，電泳時(shí)電壓為185 V，選用PBR322為DNA Marker，電泳分離后凝膠經(jīng)過銀染顯色后，用掃描儀照相，最后根據(jù)凝膠上顯示的條帶人工分型，參照烏蘭分型方法[10]。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

基因分型以后，用POPGENE 32軟件計(jì)算群體基因雜合度、等位基因數(shù)，PIC-CALC軟件計(jì)算多態(tài)信息含量（PIC），用最小顯著差異法（LSD）多重比較，分析繁殖性狀數(shù)據(jù)間差異顯著性，用SPSS Statistics 17.0的correlate過程進(jìn)行基因雜合度與繁殖性狀間相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 等位基因數(shù)與有效等位基因數(shù)

本試驗(yàn)中，選用25個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記座位均表現(xiàn)出多態(tài)性，每個(gè)座位上檢測(cè)到的等位基因數(shù)2～8個(gè)。SW24座位上檢測(cè)出8個(gè)等位基因，SW830座位上檢測(cè)到2個(gè)等位基因。DM群體中共檢測(cè)出114個(gè)等位基因，每個(gè)座位平均4.56個(gè)等位基因，平均有效等位基因數(shù)為3.2927；DM1群體中共檢測(cè)出106個(gè)等位基因，每個(gè)座位平均4.24個(gè)等位基因，平均有效等位基因數(shù)為3.0405；DM2群體中共檢測(cè)出105個(gè)等位基因，每個(gè)座位平均4.2個(gè)等位基因，平均有效等位基因數(shù)為3.2924。每個(gè)世代中檢測(cè)到的等位基因頻率為0.0238～0.9359，其中大部分等位基因頻率均大于0.05。

2.2 雜合度及多態(tài)信息含量

通過1～17號(hào)及X染色體上25個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記座位的平均雜合度估計(jì)群體基因雜合度，結(jié)果顯示，隨杜民雜交豬選育世代遞增，基因雜合度呈逐代降低趨勢(shì)（見圖1），群體平均基因雜合度從0.6703（DM）降低至0.6238（DM2）。3個(gè)世代杜民雜交群體的多態(tài)信息含量（PIC）均＞0.5，呈現(xiàn)高度多態(tài)（見表2）[11]。

2.3 基因雜合度與繁殖性狀變化

3個(gè)世代杜民豬（DM、DM1、DM2）產(chǎn)仔數(shù)、初生重、初生窩重、21日齡重、21日齡窩重等繁殖性狀數(shù)據(jù)如表3所示，3個(gè)世代中DM繁殖性能表現(xiàn)最好，各個(gè)繁殖性狀表現(xiàn)上均高于DM1和DM2，所有繁殖性狀值均顯著高于DM2（P＜0.05）；DM與DM1相比，除產(chǎn)仔數(shù)和初生窩重，其他繁殖性狀間差異均未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）。

由表2和3可知，各繁殖性狀DM、DM1、DM2間變化與群體基因雜合度變化趨勢(shì)基本一致。

圖1 基因雜合度變化趨勢(shì)Fig.1Change trend of genetic heterozygosity

表2 基因雜合度與多態(tài)信息含量變化Table 2Change of genetic heterozygosity and PIC

2.4 基因雜合度與繁殖性狀間相關(guān)性分析

通過對(duì)杜民豬基因雜合度與繁殖性狀間相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，基因雜合度與產(chǎn)仔數(shù)、初生窩重之間存在正相關(guān)關(guān)系，而與初生重、21日齡重、21日齡窩重相關(guān)不顯著（見表4）。

表3 不同世代繁殖性能變化Table 3Changes of performance in different generations

表4 基因雜合度與繁殖性狀間相關(guān)關(guān)系Table 4Correlation index between heterozygosity and reproductive traits

3 討論與結(jié)論

陳幼春認(rèn)為，隨機(jī)抽樣時(shí)品種內(nèi)樣本含量高于60，試驗(yàn)結(jié)果可靠性可達(dá)95%以上[12]；閆路娜等研究發(fā)現(xiàn)，等位基因及各位點(diǎn)平均等位基因數(shù)受到樣本量顯著影響，多態(tài)性越高，影響越大。當(dāng)?shù)任换蝾l率在0.03時(shí)，采用樣本量需50頭，等位基因頻率在0.05時(shí)，采用樣本量30頭[13]；Nei指出，使用大量標(biāo)記時(shí)，小樣本量也可接受[14]。另外，Barker建議遺傳分析時(shí)，微衛(wèi)星標(biāo)記座位的等位基因要在4個(gè)以上，有效等位基因在2個(gè)以上[15]；Botstein提出當(dāng)多態(tài)信息含量（PIC）＞0.5時(shí)，群體呈現(xiàn)高度多態(tài)，PIC值越大，微衛(wèi)星標(biāo)記檢測(cè)準(zhǔn)確性越高[11]。本研究中，DM、DM1、DM2選用的樣本量均多于60頭，各世代杜民豬等位基因頻率均高于0.05，絕大部分標(biāo)記座位等位基因均達(dá)到4個(gè)以上，平均有效等位基因均在2個(gè)以上，且群體平均PIC均＞0.5，呈高度多態(tài)。因此，本研究結(jié)果具有較高準(zhǔn)確性。

Li等以杜洛克和地方品種為研究對(duì)象，得到豬群基因雜合度為0.31～0.66[16]；Zhang等以幾個(gè)地方品種為研究對(duì)象，得到基因雜合度范圍為0.44～0.87，平均多態(tài)信息含量為0.39～0.86[17]，這與本研究檢測(cè)結(jié)果一致。另外，本研究測(cè)得各世代杜民豬基因雜合度雖呈逐代降低趨勢(shì)，但相鄰兩個(gè)世代間群體平均雜合度差異并未達(dá)到顯著水平（P＞0.05），這可能是杜民豬群體規(guī)模較小、選育強(qiáng)度小所致。

對(duì)基因雜合度與肉質(zhì)性狀、胴體性狀、生長(zhǎng)性狀之間關(guān)系多有報(bào)道，但對(duì)基因雜合度與繁殖性狀之間關(guān)系鮮有研究[4-6]。本研究發(fā)現(xiàn)，基因雜合度對(duì)豬的產(chǎn)仔數(shù)、初生窩重有顯著影響，這可能是因?yàn)殡s合子頻率增加抑制或者減弱，對(duì)產(chǎn)仔數(shù)和初生窩重有不良影響基因的作用。

試驗(yàn)結(jié)果表明，杜民雜交選育群體遺傳變異性較大，具有很大選擇潛力；選育群體基因雜合度變化對(duì)豬產(chǎn)仔數(shù)和初生窩重等繁殖性狀有顯著影響。

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Relationship between genetic heterozygosity and reproductive traits in Du Min hybridization pigs

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WANG Xibiao,MU Chuntang,HAO Xiaoyan,DI Shengwei,CUI Shiquan,TONG Xianwei,YANG Qingshan
(School of Animal Sciences and Technology,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)

The polymorphism of 25 microsatellites was analyzed in three generation Du Min pigs,Average heterozygosity and other genetic parameters were calculated in each group,reproductive traits(litter size,birth weight,neonatal litter weight,21 day weight,21 day litter weight),correlation index and changing trend between microsatellite heterozygosity and reproductive traits were also calculated.The results showed that average heterozygosity was gradually decreased with the increase of generation;The variation trend of average heterozygosity was consistent with that of each reproductive trait;There was a significantly positive correlation between genetic heterozygosity and neonatal litter weight,litter size(P＜0.01),the correlation indices were 0.615 and 0.640,respectirely.It followed that the change of genetic heterozygosity of breeding population has great effect on litter size and neonatal litter weight.

Du Min pig;microsatellite maker;heterozygosity;reproductive traits

S828

A

1005-9369（2015）09-0083-04

時(shí)間2015-9-23 9：38：13[URL]http：//www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20150923.0938.016.html

王希彪,牟春堂,郝小燕,等.杜民雜交豬基因雜合度與繁殖性狀關(guān)系研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2015,46(9):83-86.

Wang Xibiao,Mu Chuntang,Hao Xiaoyan,et al.Relationship between genetic heterozygosity and reproductive traits in Du Min hybridization pigs[J].Journal of Northeast Agricultural University,2015,46(9):83-86.(in Chinese with English abstract)

2015-01-28

黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（12541007）

王希彪（1965-），男，教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樨i的育種與生產(chǎn)。E-mail：wxibiao1967@aliyun.com