ESR和FSH-β基因多態(tài)性對(duì)大白豬繁殖性能的影響

劉 乙，胡九英，趙玉強(qiáng)，汪德明，劉小軍,3*，黃 濤*

（1.石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，新疆石河子 832000；2.新疆正大食品有限公司，新疆五家渠 831301；3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)牧醫(yī)工程學(xué)院，河南鄭州 450002）

ESR和FSH-β基因多態(tài)性對(duì)大白豬繁殖性能的影響

劉 乙1，胡九英2，趙玉強(qiáng)1，汪德明2，劉小軍1,3*，黃 濤1*

（1.石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，新疆石河子 832000；2.新疆正大食品有限公司，新疆五家渠 831301；3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)牧醫(yī)工程學(xué)院，河南鄭州 450002）

為探討雌激素受體基因（ESR）和卵泡刺激素β亞基基因（FSH-β）的多態(tài)性對(duì)大白豬繁殖性狀的影響，本文采用PCR和PCR-RFLP技術(shù)檢測大白母豬群的ESR和FSH-β基因多態(tài)性，并分析其對(duì)大白母豬總產(chǎn)仔數(shù)、總活仔數(shù)、健仔數(shù)、死胎、木乃伊數(shù)和初生窩重等性狀的影響。結(jié)果表明：ESR和FSH-β基因的優(yōu)勢(shì)基因均為B等位基因；對(duì)于初產(chǎn)母豬，ESR和FSH-β基因BB型比AA型在總產(chǎn)仔數(shù)、總活仔數(shù)、健仔數(shù)性狀上高0.06～1.14頭（P＞0.05）；對(duì)于經(jīng)產(chǎn)母豬，ESR基因BB型比AA型總活仔數(shù)、健仔數(shù)分別高0.12頭和0.07頭（P＞0.05），F(xiàn)SH-β基因在總產(chǎn)仔數(shù)、總活仔數(shù)、健仔數(shù)性狀上AA型高于BB型0.04～0.24頭（P＞0.05）；合并基因型分析發(fā)現(xiàn)ESR和FSH-β基因的有利合并基因型在初產(chǎn)母豬為ABAA，經(jīng)產(chǎn)母豬為BBAA；BBAA合并基因型在總產(chǎn)仔數(shù)、總活仔數(shù)、健仔數(shù)性狀上分別顯著高于AAAA合并基因型2.03、1.75、1.65頭（P＜0.05）。因此，ESR和FSH-β基因多態(tài)性與大白豬繁殖性狀相關(guān)。

ESR基因；FSH-β基因；母豬；繁殖性狀

通過標(biāo)記輔助選擇來提高豬的繁殖性能比傳統(tǒng)的育種方法更有效。雌激素受體基因（ESR）和卵泡刺激素β亞基基因（FSH-β）已被證實(shí)是2個(gè)影響豬產(chǎn)仔數(shù)的主效基因。Rothschld[1]通過候選基因法找到梅山豬的1個(gè)ESR基因標(biāo)記，并證實(shí)其優(yōu)勢(shì)基因可影響約1.4頭/窩的總產(chǎn)仔數(shù)和超過1頭/窩的產(chǎn)活仔數(shù)。趙要風(fēng)[2]把FSH-β基因作為控制豬產(chǎn)仔數(shù)主效基因的候選基因與產(chǎn)仔數(shù)進(jìn)行的連鎖分析表明，BB型母豬比AA型母豬頭胎產(chǎn)仔數(shù)和產(chǎn)活仔數(shù)分別高出2.53頭和2.12頭，各胎次平均高出1.5頭。但這2種基因的頻率和遺傳效應(yīng)在不同報(bào)道中差別較大，故本研究通過對(duì)大白豬群中ESR和FSH-β基因的多態(tài)性進(jìn)行檢測，分析其合并基因型對(duì)產(chǎn)仔性狀的影響，為ESR和FSH-β在本地種豬群體中進(jìn)行標(biāo)記輔助選擇提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料 實(shí)驗(yàn)豬群耳組織樣均采自新疆正大種豬場，共685頭大白豬，剪取2 g左右豬耳組織樣，放入含1 mL 75%酒精的Eppendoff管內(nèi)，并放入冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室，-20℃保存。搜集整理了這685頭母豬2013—2014年共6胎次總計(jì)2 806胎的總產(chǎn)仔數(shù)、總活仔數(shù)、健仔數(shù)、死胎、木乃伊數(shù)、初生窩重等繁殖性狀相關(guān)資料。

1.2 主要試劑 DNA提取試劑盒、Marker DL2000購自上海天根生化科技有限公司，PCR MIXix購自康為世紀(jì)生物科技有限公司，限制性內(nèi)切酶PvuⅡ酶購自寶生物工程（大連）有限公司。

1.3 引物設(shè)計(jì) 提供的引物序列（表1），由生工生物（上海）股份有限公司合成。超純水溶解稀釋到 10 μmol/L，-4℃保存[2-3]。

1.4 DNA提取和PCR擴(kuò)增 根據(jù)DNA提取試劑盒提取DNA。用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA，NanoDrop2000測定DNA的濃度和純度，稀釋到50 ng/μL，-20℃保存。ESR和FSH-β基因的PCR體系相同：Mix 7.5 μL，上、下游引物各0.4 μL（10 μmol/L），50 ng/μL模板DNA 1 μL，加雙蒸水至15 μL。反應(yīng)條件：94℃變性4 min，35次循環(huán)（94℃，30 s；56℃，30 s；72℃，30 s），72 ℃延伸5 min。反應(yīng)結(jié)束后取5 μL用2%的瓊脂糖凝膠電泳檢測。

表1 PCR引物序列及退火溫度

1.5 RFLP的檢測和分型 取10 μL ESR基因的PCR產(chǎn)物、30 μL無菌水、0.5 μL PvuⅡ及1.5 μL Buffer，37℃水浴4 h。酶切產(chǎn)物10 μL用4.5%的瓊脂糖凝膠電泳檢測，在紫外燈下觀察結(jié)果，并用凝膠成像分析系統(tǒng)照相。FSH-β基因多態(tài)由片段插入造成，瓊脂糖電泳檢測PCR產(chǎn)物即可見多態(tài)性。PCR結(jié)束后每個(gè)樣取10 μL用1.5%的瓊脂糖凝膠電泳檢測。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析 統(tǒng)計(jì)上述3種基因型經(jīng)PCR-RFLP分析后的各種基因型，用Excel軟件進(jìn)行原始數(shù)據(jù)處理，整理基因型數(shù)據(jù)，計(jì)算實(shí)驗(yàn)豬群ESR和FSH-β基因的不同基因型頻率、基因頻率、多態(tài)信息含量（PIC），并做Hardy-Weinberg平衡的χ2檢驗(yàn)。

采用統(tǒng)計(jì)分析軟件SAS9.1的線性模型分析基因型影響性狀的遺傳效應(yīng)，GLM程序進(jìn)行標(biāo)記與性狀間的關(guān)聯(lián)分析，并進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)模型：Y=總體平均數(shù)+基因型+胎次效應(yīng)+品系效應(yīng)+年效應(yīng)+季節(jié)效應(yīng)+殘差，其中，Y為性狀表型值；將胎次分為初產(chǎn)（1胎），經(jīng)產(chǎn)（2～6胎）；實(shí)驗(yàn)豬群全為大白豬，不考慮品系效應(yīng)；年效應(yīng)跨度3年，2014年標(biāo)記為1，2015年標(biāo)記為2，2016年標(biāo)記為3；季節(jié)效應(yīng)按季度劃分1季度（1—3月）、2季度（4—6月）、3季度（7—9月）、4季度（10—12月）；分析各基因型產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)、健仔數(shù)、死胎、木乃伊數(shù)和初生窩重性狀間的差異顯著性，數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，顯著性采用鄧肯新復(fù)極差檢驗(yàn)法檢驗(yàn)，以P＜0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié) 果

2.1 ESR和FSH-β基因多態(tài)性檢測結(jié)果 ESR基因PCR產(chǎn)物經(jīng)2%瓊脂糖凝膠電泳檢測，擴(kuò)增片段與目的片段一致且特異性好，經(jīng)限制性內(nèi)切酶PvuⅡ酶切后，產(chǎn)生3種基因型121 bp純合子（AA基因型），121、65、56 bp 雜合子（AB基因型），65、56 bp純合子（BB基因型），55 、65 bp相差幾個(gè)堿基，瓊脂糖電泳無法分開，成1條混合帶。FSH-β等位基因由片段插入造成，瓊脂糖電泳檢測PCR產(chǎn)物即可見多態(tài)性。PCR反應(yīng)結(jié)束后每個(gè)樣取10 μL經(jīng)1.5 %瓊脂糖凝膠電泳檢測。結(jié)果出現(xiàn)3種基因型：500 bp 純合子（AA基因型）；500、220 bp 雜合子（AB 基因型）；220 bp純合子（BB基因型）。

2.2 ESR和FSH-β基因不同基因型和等位基因頻率統(tǒng)計(jì)結(jié)果 由表2可見，ESR和FSH-β基因在大白豬中檢測到3種基因型分別是AA型、AB型和BB型，ESR基因和FSH-β基因的優(yōu)勢(shì)基因均為B等位基因。在大白豬群體中，ESR基因的χ2值為4.7232＜=5.99（P＞0.05），群體處于Hardy-Weinberg平衡狀態(tài)。FSH-β基因的χ2值為6.2364＞=5.99（P＜0.05），群體處于Hardy-Weinberg非平衡狀態(tài)，說明FSH-β基因受到了人工選擇。所有基因型的PIC處于0.25～0.5，屬于中度多態(tài)，反映了這2個(gè)豬群具有較豐富的遺傳多態(tài)性。

表2 ESR和FSH-β在大白豬中的基因頻率和基因型頻率

2.3 ESR和FSH-β基因多態(tài)性對(duì)大白母豬繁殖性狀的影響 在大白豬群中，對(duì)于初產(chǎn)母豬，除FSH-β基因AA基因型死胎數(shù)顯著高于AB基因型（P＜0.05）外，ESR和FSH-β基因各基因型對(duì)其他繁殖性狀的影響均不顯著，但在總產(chǎn)仔數(shù)、總活仔數(shù)、健仔數(shù)性狀上，ESR和FSH-β基因均為BB基因型高于AA基因型。ESR基因BB基因型總產(chǎn)仔數(shù)、總活仔數(shù)、健仔數(shù)比AA基因型高出0.33、1.14、0.06頭。FSH-β基因BB基因型總產(chǎn)仔數(shù)、總活仔數(shù)、健仔數(shù)比AA基因型分別高出0.33、0.30、0.30頭。

對(duì)于經(jīng)產(chǎn)母豬，除ESR基因AA基因型死胎數(shù)顯著高于AB基因型（P＜0.05）外，ESR和FSH-β基因各基因型之間差異不顯著，但ESR基因BB基因型比AA基因型總活仔數(shù)、健仔數(shù)分別高0.12、0.07頭，死胎、木乃伊數(shù)分別低0.10、0.05頭，F(xiàn)SH-β基因在總產(chǎn)仔數(shù)、總活仔數(shù)、健仔數(shù)性狀上與初產(chǎn)母豬相反，表現(xiàn)出AA基因型高于BB基因型的規(guī)律（表3）。FSH-β基因AA基因型總產(chǎn)仔數(shù)、總活仔數(shù)、健仔數(shù)比BB基因型分別高0.24、0.19、0.04頭。

2.4 ESR和FSH-β合并基因型對(duì)大白母豬繁殖性狀的影響 對(duì)于初產(chǎn)大白豬來說，ESR和FSH-β合并基因型ABAA大白豬的總產(chǎn)仔數(shù)和總活仔數(shù)最高，但初產(chǎn)大白母豬各繁殖性狀在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上均未顯示出顯著性差異。

對(duì)于經(jīng)產(chǎn)大白母豬來說，BBAA合并基因型在總產(chǎn)仔數(shù)、總活仔數(shù)、健仔數(shù)、出生窩重上均顯著高于表現(xiàn)差的合并基因型（P＜0.05），總產(chǎn)仔數(shù)比AAAA合并基因型高出2.03頭，總活仔數(shù)和健仔數(shù)比ABBB合并基因型分別高出1.75、1.65頭，初生窩重比AAAA合并基因型高出2.13 kg。在木乃伊數(shù)性狀上，雖然各合并基因型差異不顯著，但是BBAA合并基因型的木乃伊數(shù)是最少的，比ABAB合并基因型少0.16頭。

3 討 論

國內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)ESR基因的多態(tài)性與總產(chǎn)仔數(shù)的關(guān)系進(jìn)行了研究，大多數(shù)研究結(jié)果表明ESR基因在不同豬種中均存在多態(tài)性并且對(duì)豬的總產(chǎn)仔數(shù)有影響[4-8]。盡管報(bào)道中存在一些分歧，但絕大部分結(jié)果顯示ESR基因的B等位基因能夠提高總產(chǎn)仔數(shù)，并且呈現(xiàn)BB＞AA的效果。所以外來品種長期對(duì)高產(chǎn)選擇導(dǎo)致了BB基因型的積累，本研究結(jié)果也表明在大白豬群中B等位基因?yàn)閮?yōu)勢(shì)等位基因。李千軍等[6]發(fā)現(xiàn)，ESR基因的A等位基因?yàn)閮?yōu)勢(shì)等位基因，可能是由于樣本來源造成的差異。我國現(xiàn)有大白豬來源廣泛，在不同年代，從不同國家引入的大白豬，不能作為一個(gè)在基因型上完全一致的類群。所以不同研究者得出的結(jié)果有所差異，屬正?，F(xiàn)象。李千軍等[6]發(fā)現(xiàn)在大白豬的初產(chǎn)母豬群中，BB基因型在總產(chǎn)仔數(shù)和總活仔數(shù)上均比AA基因型高出0.18頭和0.36頭。本研究發(fā)現(xiàn)，在大白初產(chǎn)母豬中，BB基因型在總產(chǎn)仔數(shù)和總活仔數(shù)上比AA基因型分別高出0.33頭和0.14頭，與李千軍等[6]的結(jié)果相同。在大白豬的經(jīng)產(chǎn)母豬群中，大部分研究表明B等位基因?yàn)橛欣?，本研究結(jié)果也認(rèn)可這一趨勢(shì)，說明對(duì)于ESR基因來說，B等位基因可視為提供總產(chǎn)仔數(shù)的優(yōu)勢(shì)基因。而劉遠(yuǎn)等[8]發(fā)現(xiàn)在大白經(jīng)產(chǎn)母豬中，AA基因型產(chǎn)活仔數(shù)高于BB基因型。不同的品種來源、遺傳背景、群體大小、交配方式、表型性狀的度量方法以及環(huán)境均會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。

表3 ESR和FSH-β基因多態(tài)性與大白豬繁殖性狀的關(guān)聯(lián)分析

表4 ESR和FSH-β合并基因型與大白豬繁殖性狀的關(guān)聯(lián)分析

本研究的大白豬群中FSH-β基因不符合Hardy-Weinberg平衡，B等位基因的基因頻率為0.6843，B等位基因占優(yōu)勢(shì)，人工選擇導(dǎo)致了BB基因型的積累。在基因效應(yīng)方面，F(xiàn)SH-β基因不同基因型對(duì)于初產(chǎn)和經(jīng)產(chǎn)的大白母豬效應(yīng)不同。在本研究中初產(chǎn)母豬中有利等位基因?yàn)锽等位基因，經(jīng)產(chǎn)母豬中有利等位基因?yàn)锳等位基因，與李千軍等[6]研究結(jié)果相同。而陳來華等[9]分析表明，無論是經(jīng)產(chǎn)還是初產(chǎn)大白豬，A等位基因都是有利等位基因，AA基因型總產(chǎn)仔數(shù)顯著高于BB基因型。可能是由于母豬在頭胎的受孕過程中，生殖系統(tǒng)還沒有發(fā)育完善，因此初產(chǎn)母豬在總產(chǎn)仔數(shù)上有較大的波動(dòng)性和偶然性。

合并基因型不是各個(gè)基因型效應(yīng)的簡單相加，之間可能存在復(fù)雜的互作效應(yīng)，但是合并基因型的效應(yīng)應(yīng)該稍高于單個(gè)基因型的效應(yīng)[10]。本研究結(jié)果也支持這一推論，ESR基因的BB基因型與AB基因型在健仔數(shù)性狀上均是12.90頭，F(xiàn)SH-β基因的AA基因型與AB基因型在健仔數(shù)性狀上均是12.97頭，但二者合并后發(fā)現(xiàn)ABAB合并基因型健仔數(shù)為12.98頭，BBAA合并基因型健仔數(shù)為14.32頭，BBAA合并基因型顯著高于ABAB合并基因型。然而通過合并基因型選留的種豬是否能夠提高產(chǎn)仔數(shù)還需要對(duì)其交配后的仔豬進(jìn)行分析，因此今后大白種豬繁殖性能研究及應(yīng)用中，應(yīng)有目的地選擇BBAA合并基因型母豬個(gè)體，擴(kuò)大群體并跟蹤其后代，進(jìn)一步分析這2個(gè)基因?qū)Ψ敝承誀畹倪z傳效應(yīng)。ESR和FSH-β合并基因型對(duì)豬產(chǎn)仔性狀的影響沒有定論。趙西彪等[11]研究發(fā)現(xiàn)BBBB基因型組合是乳頭數(shù)最多的基因型組合，而劉遠(yuǎn)等[12]卻認(rèn)為2個(gè)基因的合并基因型規(guī)律混亂，應(yīng)該分析多個(gè)控制該性狀的主效基因，才能提供更可靠的遺傳信息。本研究認(rèn)為對(duì)于初產(chǎn)大白母豬，ESR和FSH-β基因的有利合并基因型為ABAA，對(duì)于經(jīng)產(chǎn)大白母豬，ESR和FSH-β基因的有利合并基因型為BBAA。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果提示，在目標(biāo)大白豬群體中，ESR和FSH-β基因的優(yōu)勢(shì)基因?yàn)锽等位基因；在初產(chǎn)大白母豬中，ESR和FSH-β基因有利等位基因均為B等位基因，在經(jīng)產(chǎn)大白母豬中，ESR基因有利等位基因?yàn)锽等位基因，F(xiàn)SH-β基因有利等位基因?yàn)锳等位基因；對(duì)于初產(chǎn)大白母豬，ESR和FSH-β基因的有利合并基因型為ABAA，對(duì)于經(jīng)產(chǎn)大白母豬，ESR和FSH-β基因的有利合并基因型為BBAA。本研究結(jié)論可作為大白豬母豬群體分子標(biāo)記輔助選擇的基礎(chǔ)資料。

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Inf l uence of ESR and FSH-β Polymorphisms on Reproductive Traits of Yorkshire Sows

LIU Yi1, HU Jiu-ying2, ZHAO Yu-qiang1, WANG De-ming2, LIU Xiao-jun1,3*,HUANG Tao1*
(1. College of Animal Science and Technology, Shihezi University, Xinjiang Shihezi 832000, China; 2. Xinjiang CHIA TAI FOOD Co., Ltd. Xinjiang Wujiaqu 831301, China; 3. College of Animal Science and Veterinary Medicine, Henan Agricultural University, Henan Zhengzhou 450002, China)

To study the influence of the genotypes of estrogen receptor(ESR) and follicular-stimulating hormone beta subunit (FSH-β) on reproductive performance of Yorkshire sows, PCR and RLFP technique was used for genotyping and the genetic ef f ects of genotypes on reproductive traits were analyzed. The results showed that B allele was predominant for both ESR and FSH-β gene. For both ESR and FSH-β gene, TNB, NBA and NHB of genetype BB were 0.06～1.14 higher than those AA in gilts(P>0.05); In multiparous sows, for ESR gene the NBA and NHB of genotype AA were 0.12 and 0.07 higher than those of BB (P>0.05); To FSH-β gene, TNB,NBA and NHB of BB genetype were 0.04～0.24 higher than those of AA(P>0.05); Then combining genetype analyzed shown that ABAA of ESR-FSH-β in the first parity and BBAA of ESR-FSH-β in the later parities were the most prolif i c alleles. TNB,NBA and NHB of BBAA combined genetype were 2.03,1.75 and 1.65 higher than AAAA(P<0.05). The present data revealed that ESR and FSH-β polymorphisms were associated with reproductive performance of Yorkshires.

ESR gene; FSH-β gene; Sow; Reproductive performance

S828.2

A

10.19556/j.0258-7033.2017-04-044

2016-10-17；

2016-12-01

國家國際科技合作項(xiàng)目（2014DFA31840）

劉乙（1991-），女，四川內(nèi)江人，碩士生，主要從事動(dòng)物遺傳育種與繁殖研究，E-mail:liuyi_shz@163.com

* 通訊作者：劉小軍（1964-），男，山西沂州人，農(nóng)學(xué)博士，教授，主要從事動(dòng)物生長發(fā)育和繁殖調(diào)控的研究，E-mail:xjliu2008@ hotmail.com；黃濤（1978-），男，湖北隨州人，農(nóng)學(xué)博士，副教授，主要從事豬分子遺傳育種研究，E-mail:taohuang100@ sina.com