綿羊高繁殖力候選基因的研究進(jìn)展

王旭　白俊艷　楊帥　王歡玲　邵俊紅　劉坤舉

摘 要：該文主要總結(jié)了綿羊高繁殖力候選基因的相關(guān)研究進(jìn)展，以期為進(jìn)一步提高綿羊經(jīng)濟(jì)效益尋求有效途徑。

關(guān)鍵詞：綿羊；高繁殖力；候選基因；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào) S826.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）21-0080-03

綿羊是常見的經(jīng)濟(jì)型動(dòng)物，可以為人類提供肉和毛皮等產(chǎn)品。絕大多數(shù)綿羊品種屬于季節(jié)性發(fā)情，多在秋季、冬季發(fā)情。雌羊的懷孕期為145～152d，年產(chǎn)一胎，一胎單羔。在分子標(biāo)記技術(shù)中，尋找影響綿羊多胎性狀的主效基因成為了提高綿羊繁殖性能的主要手段。目前，關(guān)于綿羊多胎性狀候選基因的研究報(bào)道有很多，如在澳大利亞Booroola Merina羊和印度Carole羊存在控制多胎的主效基因Booroola基因，但不能證明其穩(wěn)定關(guān)系[1]。本文從骨形態(tài)發(fā)生蛋白15（BMP15）基因、視黃酸受體γ（RARG）基因、催乳素（PRL）基因、視黃醇結(jié)合蛋白4（RBP4）基因、生長分化因子基因（GDF9）、促性腺激素釋放激素（GnRH）、催乳素受體（PRLR）基因等方面綜述了綿羊高繁殖力候選基因的研究進(jìn)展。

1 RBP4基因

視黃醇結(jié)合蛋白4（RBP4）基因約10kb，含6個(gè)外顯子和5個(gè)內(nèi)含子，基因的旁側(cè)序列至少包括3個(gè)不同的控制元件。該基因編碼的視黃醇結(jié)合蛋是一種在酸性環(huán)境中穩(wěn)定的低分子載體蛋白，這些蛋白有4種結(jié)構(gòu)形式，分別為RBP1、RBP 2、RBP 3、RBP4。RBP在協(xié)助維生素A發(fā)揮生理功能中起著不可替代的作用。視黃酸是視黃醇的氧化產(chǎn)物，RBP4基因與視黃醇和視黃酸的轉(zhuǎn)運(yùn)關(guān)系密切，發(fā)育中孕體的視黃醇的轉(zhuǎn)運(yùn)是胚胎發(fā)育所必需的。郭曉紅[2]分析了4個(gè)綿羊品種（小尾寒羊、多賽特羊、湖羊、薩福克羊）中RBP4基因，檢測到AA、AB、BB三種基因型，RBP4基因與小尾寒羊的第一胎產(chǎn)羔數(shù)和第二胎產(chǎn)羔數(shù)有顯著影響。何遠(yuǎn)清[3]研究表明，RBP4基因BB基因型小尾寒羊產(chǎn)羔數(shù)比AA基因型多0.52只（P<0.05），比AB基因型多0.67只（P<0.05），且差異均顯著。白俊艷等[4]研究發(fā)現(xiàn)RBP4基因在小尾寒羊和大尾寒羊中BB基因型頻率分別為0.840和0.583，AB基因型頻率分別為0.160和0.416。

2 BMP-15基因

骨形態(tài)發(fā)生蛋15（bone morphogenetic protein15，BMP-15）是轉(zhuǎn)化生長因子β（transfor-ming growth factor，TGFβ）超家族成員之一。BMP-15 基因定位于X 染色體的關(guān)鍵部位，全長l 182bp，中間被5 400bp的內(nèi)含子隔開。Otsuka等[5]報(bào)道了BMP15具有抑制顆粒細(xì)胞FSH受體表達(dá)，從而抑制促卵泡素生成和促進(jìn)顆粒細(xì)胞增殖的重要功能，與卵泡發(fā)育密切相關(guān)。Galloway等[6]研究發(fā)現(xiàn)Inverdale和Hanna雜合綿羊品種攜帶高排卵數(shù)與BMP15基因突變相關(guān)聯(lián)。Hanrahan等[7]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)Belclare綿羊和Cambridge綿羊的BMP15基因雜合子突變后，它們的排卵數(shù)增加。楊晶等[8]結(jié)果表明BMP15基因的CTT缺失突變對(duì)小尾寒羊高繁殖力沒有顯著影響。儲(chǔ)明星[9]研究表明，BMP-15基因B2突變?cè)斐尚∥埠蛲蛔冸s合基因型AB產(chǎn)羔數(shù)比純合基因型（AA）多0.62只，差異顯著（P<0.05），該突變位點(diǎn)對(duì)小尾寒羊高繁殖力影響作用十分明顯，這與Belclare綿羊和Cambridge綿羊的B2突變（C/T）相同。劉世佳[10]同樣得到綿羊的B2突變位點(diǎn)于BMP15基因編碼區(qū)外顯子的第718bp處，該突變?yōu)镃/T突變。

3 GDF-9基因

生長分化因子基因（growth differentiation factor 9，GDF9）由一個(gè)2.9kb的內(nèi)含子隔開的兩個(gè)外顯子所編碼。屬于轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）超家族成員，位于5號(hào)染色體上，CDS全長約2.5kb，可編碼453個(gè)氨基酸外顯子1長397bp，外顯子2長965 bp，兩個(gè)外顯子由長1 125bp的內(nèi)含子分隔開，不同物種間GDF9基因結(jié)構(gòu)非常相似，GDF9主要在卵巢的卵母細(xì)胞中表達(dá)均含有2個(gè)外顯子和1個(gè)內(nèi)含子，對(duì)早期卵泡的生長和分化起重要的調(diào)節(jié)作用。Bodensteiner等[11]首次證實(shí)GDF-9mRNA表達(dá)被唯一定位到綿羊卵母細(xì)胞。暢靜桃[12]研究表明，在GDF9基因中檢測到外顯子2第74位堿基發(fā)生了C/T的突變。楊晶等[13]研究表明，小尾寒羊GDF9第二外顯子729的單基因突變G/T是243位氨基酸谷氨酸變?yōu)榻M氨酸的重要原因，同樣，李碧俠等[14]檢測到GDF9外顯子1的A/G轉(zhuǎn)換導(dǎo)致了氨基酸由天冬酰胺替換為天冬氨酸。

4 促性腺激素釋放激素（GnRH）及其受體（GnRHR）基因

促性腺激素釋放激素（Gonadotropin-releasing hormone，GnRH）由下丘腦分泌，刺激或抑制垂體促性腺激素的分泌，有相當(dāng)?shù)幕钚詽撃?。GnRH基因和GnRHR基因在哺乳動(dòng)物的繁殖調(diào)控中起著重要作用。促性腺激素釋放激素（GnRH）在體內(nèi)的重要功能是由促性腺激素釋放激素受體（GnRHR）介導(dǎo)的，GnRH及其受體相互作用的調(diào)控在繁殖性能調(diào)控中是一個(gè)關(guān)鍵性位點(diǎn)。孫潔[15]檢測促性腺激素釋放激素受體基因外顯子1、外顯子2和外顯子3的單核苷酸多態(tài)性，對(duì)于P4擴(kuò)增片段在外顯子1有5個(gè)突變（G/A、T/A、T/C、A/T和T/A），突變純合型（DD）小尾寒羊平均產(chǎn)羔數(shù)比野生型（CC）多0.81只（P<0.01）。劉忠慧[16]對(duì)GnRHR基因外顯子1在2個(gè)綿羊品種（小尾寒羊和多賽特羊）均檢測到AA基因型，小尾寒羊和多賽特羊在外顯子2都存在AA，AB基因型，且A基因頻率明顯高于B基因頻率，而AB基因型與綿羊多胎性狀關(guān)聯(lián)性需進(jìn)一步研究證明。

5 視黃酸受體γ（RARG）基因

視黃酸受體γ（retinoic acid receptor gamma，RARG）基因位于綿羊3號(hào)染色體的長臂[17]。該基因表達(dá)視黃酸受體是RA誘導(dǎo)的屬于類固醇和甲狀腺受體超家族的轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)因子。郭曉紅[18]研究表明，在綿羊RARG基因外顯子上SNP位點(diǎn)導(dǎo)致的小尾寒羊CC基因型突變產(chǎn)羔數(shù)比CD基因型多0.55只，差異顯著，說明RARG基因在母畜繁殖過程中起重要作用。王維民[19]檢測綿羊RARG基因在母羊發(fā)情周期不同階段卵巢組織中的相對(duì)表達(dá)量，綿羊RARG基因作為結(jié)構(gòu)蛋白參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控的幾率最高。在綿羊RARG基因編碼的氨基酸序列上發(fā)現(xiàn)了2個(gè)功能結(jié)構(gòu)域，分別是核激素受體c4鋅指結(jié)構(gòu)域和激素受體配體結(jié)構(gòu)域。

6 催乳素（PRL）基因和催乳素受體（PRLR）基因

催乳素（Prolctin，PRL）是各種脊椎動(dòng)物腦垂體嗜酸細(xì)胞分泌的多肽類激素，參與催乳、生殖、滲透壓調(diào)節(jié)、免疫和發(fā)育在內(nèi)的300多種生物學(xué)功能調(diào)控，是一種重要的生殖激素。PRL與PRLR共同作用機(jī)理是通過第二信使cAMP發(fā)揮生理效應(yīng)。Jenkins等[20]將綿羊的PRLR基因定位于第16號(hào)染色體。代鷗[21]研究表明，PRL基因外顯子2在5個(gè)綿羊品種中均存在單核苷酸多態(tài)性，其中，小尾寒羊PRL基因外顯子2的CC型平均產(chǎn)羔數(shù)分別比CD型和DD型多0.39只（P<0.05），具有顯著差異，PRL基因外顯子2的3種基因型對(duì)小尾寒羊產(chǎn)羔數(shù)是典型的加性效應(yīng)。趙強(qiáng)[22]研究表明，PRLR在卵巢的表達(dá)量顯著高于其他組織（P<0.05），其表達(dá)量由高到低依次是卵巢>下丘腦>垂體>子宮，PRLR在子宮腔、子宮內(nèi)膜以及子宮腺等部位均有陽性產(chǎn)物，而PRLHR只在子宮內(nèi)膜處陽性反應(yīng)明顯，這都說明了PRL基因的表達(dá)與綿羊高繁殖力性狀有一定的關(guān)系。牟玉蓮[23]研究表明，PRLR基因的引物1在4個(gè)綿羊群體均檢測到AA基因型，AB基因型只出現(xiàn)在小尾寒羊、多賽特羊和薩?？搜蛑校瑑H在多賽特羊中檢測到BB基因型。對(duì)于引物2，4個(gè)綿羊群體均檢測到AA和AB基因型，只有薩?？搜驔]有BB型，對(duì)于引物3，4個(gè)綿羊群體均檢測到AA、AB和BB基因型。

7 結(jié)語

目前，更多的控制綿羊高繁殖力的主效基因被發(fā)現(xiàn)，我國綿羊種類繁多，利用分子標(biāo)記技術(shù)確定優(yōu)勢(shì)基因，作為指導(dǎo)綿羊高產(chǎn)的候選基因，為我國養(yǎng)羊業(yè)提供更多的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也為更好保護(hù)和選育優(yōu)良綿羊品種提供了有利途徑。

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（責(zé)編：張宏民）