新疆4個高尾脂地方品種綿羊高繁殖率候選基因研究進展

於建國 ，郝 耿 ，徐 冬 ，陳 童 ，季躍光 ，孔艷麗

（1.新疆畜牧科學院畜牧研究所，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆福?？h畜牧獸醫(yī)局，新疆 福?？h 830000）

新疆有著豐富的地方品種綿羊遺傳資源，《中國畜禽遺傳資源志：羊志》中收錄了13個地方品種綿羊，其中：哈薩克羊、阿勒泰羊、巴什拜羊、巴音布魯克羊、多浪羊、柯爾克孜羊、塔什庫爾干羊、吐魯番黑羊等7個品種尾部脂肪含量均較高，占新疆地方品種綿羊半壁江山之多。這些地方品種綿羊具有良好的特性，尤其具有耐粗飼、抗逆性強、尾脂含量高等特點。根據(jù)生產(chǎn)實際調(diào)查了解到，在哈薩克羊、阿勒泰羊、巴音布魯克羊、多浪羊等主要高尾脂地方品種綿羊中存在個體連年產(chǎn)雙羔的現(xiàn)象。據(jù)此國內(nèi)開展了諸多關(guān)于新疆地方品種綿羊多胎性的研究，且主要集中在綿羊高繁殖率候選基因BMPR-IB、BMP15、GDF9等基因的多態(tài)性檢測。BMPR-IB、BMP15、GDF9基因均為TGFβ超家族中的成員，對卵巢的發(fā)育、卵泡的成熟、排卵等過程起到一定作用，在國內(nèi)外綿羊繁殖率候選基因研究方面?zhèn)涫荜P(guān)注，也先后證實為 Booroola Merino、Grivette、Olkuska、Belclare和Cambridge等綿羊品種的高繁殖率主效基因。根據(jù)國內(nèi)研究人員對中國地方品種綿羊繁殖性能的BMPR-IB、BMP15、GDF9等主效基因的研究與應(yīng)用，本文就哈薩克羊、阿勒泰羊、巴音布魯克羊、多浪羊等高尾脂地方品種綿羊高繁殖率候選基因的研究進展資料進行收集和整理，以期為哈薩克羊、阿勒泰羊、巴音布魯克羊、多浪羊等脂臀型地方品種綿羊高繁殖率遺傳標記輔助選育提供參考。

1 BMPR-IB基因?qū)Ω叻敝沉Φ挠绊?/h2>

綿羊骨形態(tài)發(fā)生蛋白受體IB（bone morphogenetic protein receptor-IB，BMPR-IB）是一個受體蛋白，其DNA全長為20 K，內(nèi)含子占92.5%；編碼區(qū)占7.5%，僅為1 509 bp。綿羊BMPR-IB基因位于第6號染色體，該基因編碼區(qū)（A746G）突變，導(dǎo)致第249位氨基酸由谷氨酰胺（Q）變成了精氨酸（R），該突變每增加一個拷貝將額外多排卵1.65枚。BMPR-IB基因編碼區(qū)（A746G）突變后的基因被稱為FecB基因，該基因目前已在多個綿羊品種中發(fā)現(xiàn)，主要有：Booroola Merino綿羊、小尾寒羊、湖羊、多浪羊等。FecB基因的廣泛分布為提高綿羊群體繁殖率提供了廣闊的前景，為開展分子輔助標記育種提供理論依據(jù)。目前研究表明，GDF9、BMP15基因與綿羊高繁殖力密切相關(guān)，而在該蛋白互作圖中可以看到，GDF9、BMP15均與BMPR-IB密切相關(guān)[1]。

路立里等[2]利用PCR-RFLP方法對哈薩克羊不同繁殖力的群體進行BMPR-IB基因的酶切位點進行了多態(tài)性檢測，結(jié)果顯示在哈薩克羊群體中未發(fā)現(xiàn)BMPR-IB基因編碼區(qū) （A746G）的突變，即不存在FecB基因。但馬海玉等[3]發(fā)現(xiàn)哈薩克羊中的BMPR-IB基因具有多態(tài)性，存在3種基因型：＋＋、B＋和BB，其中BB基因型個體的產(chǎn)羔數(shù)顯著高于＋＋基因型個體（P＜0.05）。以上研究結(jié)果不同，可能由于實驗樣品來源不同，哈薩克羊品種純度不同所致。於建國等[4]研究結(jié)果顯示，在阿勒泰羊多胎群體中未檢測到BMPR-IB基因在A746G位點的堿基突變，未發(fā)現(xiàn)FecB基因的存在。王旭[5]發(fā)現(xiàn)在多浪羊群體中BMPRIB基因具有多態(tài)性，且有三種基因型即＋＋基因型、B＋基因型和BB基因型。多胎多浪羊以野生型＋＋為主，突變基因B的頻率較低，B＋基因型頻率25.4%，BB基因型頻率0.5%；史洪才等[6]對產(chǎn)雙羔或多羔的135只多浪羊進行FecB突變檢測時發(fā)現(xiàn)存在FecB基因，BB、B＋和＋＋基因型頻率分別為0.005，0.146和0.849。B＋型多浪羊產(chǎn)羔數(shù)均值比＋＋型多0.51只（P＜0.01），BB型多浪羊產(chǎn)羔數(shù)分別與B＋和＋＋型差異不顯著；柳廣斌[7]對表型上為產(chǎn)雙羔或多羔的227只多浪羊母羊研究發(fā)現(xiàn)，BMPR-IB基因三種基因型頻率分別為：BB 型(突變純合子)0.004、B＋型(突變雜合子)0.167、＋＋型(野生型)0.828。認為 BMPR-IB 基因可以用于多浪羊多胎性狀的分子標記輔助選擇。以上研究結(jié)果相同，在多浪羊群體中存在FecB突變，但是FecB基因型中以野生型（＋＋）為主，雜合型（B＋）次之，突變純合型（BB）最少。左北瑤[8]在巴音布魯克羊研究中發(fā)現(xiàn)，BMPR-IB/FecB基因是影響巴音布魯克羊高繁殖率的主效基因。

2 BMP15基因?qū)Ω叻敝沉Φ挠绊?/h2>

BMP15基因又被稱為GDF9B，綿羊的BMP15基因被定位于X染色體，在各個物種間有較強的保守性。綿羊BMP15基因 有2個外顯子，1個內(nèi)含子，編碼區(qū)核苷酸序列長1182bp。正常情況下BMP15與GDF9協(xié)調(diào)作用于卵泡的發(fā)育及卵母細胞的生長，在阻止黃體早熟等生理過程中具有重要作用。根據(jù)研究資料，BMP15基因已被確定為綿羊高繁殖率性狀的主效基因之一[9-10]。

在綿羊BMP15基因中先后發(fā)現(xiàn)了8種突變體，其中FecXl、FecXH、FecXB、FecXG、FecXL和FecXR等6個突變的雜合子排卵率和產(chǎn)羔數(shù)高于野生型，而突變純合子的母羊由于卵巢發(fā)育不完全，初級卵泡的發(fā)育無法完成導(dǎo)致不育；FecXGr和FecXO，2個突變純合子表現(xiàn)為較高的繁殖力[11-12]。

郝耿等[13]利用RFLP、SSCP方法在阿勒泰羊中開展BMP15基因核苷酸多態(tài)性的檢測結(jié)果顯示：BMP15 基因核苷酸第 28～30 位的堿基存缺失（-CCT-），即 B1 突變體，未檢測到 FecXG（B2）和 FecXB（B4）突[7]變，B1突變與阿勒泰羊多胎性狀相關(guān)性有待進一步研究。李曉林等[14]通過SNP技術(shù)分析了阿勒泰羊BMP15基因核苷酸序列，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在BMP15基因內(nèi)含子的667bp處和外顯子2的755bp處發(fā)生突變，兩個位點均只有兩種基因型，且純合子為優(yōu)勢基因。通過與產(chǎn)羔數(shù)關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)僅外顯子2的755bp處位點的TC型母羊比TT型母羊平均多產(chǎn)0.8羔。BMP15基因能否作為阿勒泰羊多胎性狀候選基因有待進一步結(jié)合繁殖性能表型進行相關(guān)分析研究。王旭[5]對多胎多浪羊BMP15基因的突變位點FecXI的多態(tài)性檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)在多胎多浪羊上不具有多態(tài)性。

3 GDF9基因?qū)Ω叻敝沉Φ挠绊?/h2>

綿羊GDF9基因位于5號染色體上，CDS全長約2.5 kb，可編碼453個氨基酸。GDF9基因通過旁分泌方式對卵泡的生長和分化起著重要作用，并在提高綿羊產(chǎn)羔數(shù)中扮演著重要角色。GDF9基因含有2個外顯子和1個內(nèi)含子，外顯子1、2分別長397 bp、965 bp，內(nèi)含子長1125bp。不同物種間GDF9基因結(jié)構(gòu)非常相似，同源性也較高。綿羊GDF9基因已檢測到15個突變，有8個突變位點影響綿羊的排卵率或產(chǎn)羔數(shù)，其中有3個突變位點（FecGH、FecGT、FecGV）雜合子排卵率高于野生型，突變純合子不育[15]。

路立里等[2]對不同繁殖率哈薩克羊群體的GDF9基因的研究，在FecGH位點上未檢出多態(tài)性。金雯雯[16]對巴什拜羊GDF9基因編碼區(qū)進行了篩選，僅在編碼區(qū)1 599 bp處發(fā)現(xiàn)了一個同義突變A-G突變 。潘章源等[17]分析了11個綿羊品種GDF9基因序列以及遺傳多態(tài)性，表明在巴音布魯克羊中不存在FecGE、FecGH、FecGT、FecGF、FecGV突變，突變 G260A（G1）和調(diào)控區(qū)新突變—2078C＞G 只存在雜合型，其中G260A（G1）位點與—2078C＞G兩個突變位點雜合型基因頻率均為0.2，無純合型基因型突變存在。

4 展 望

新疆地方綿羊品種數(shù)量占全國的31%，遺傳資源十分豐富。通過制定選育方案，開展地方品種本品種選育或雜交選育，利用常規(guī)選育方法結(jié)合分子標輔助選育培育適合新疆本地自然環(huán)境、繁殖率較高、適合人們飲食習慣的新類群、新品系、新品種。隨著分子生物學技術(shù)的發(fā)展，綿羊的基因組序列已經(jīng)公布，生產(chǎn)性能相關(guān)遺傳標記逐步被定位，各種功能基因的核苷酸序列陸續(xù)公布。各種功能基因核苷酸序列與生產(chǎn)性能性狀的相關(guān)性確定并應(yīng)用于生產(chǎn)指導(dǎo)。隨著綿羊基因組學方面的不斷深入研究，BMPR-IB、BMP15、GDF9等繁殖率相關(guān)候選基因被確定，綿羊繁殖率性狀的遺傳機理逐步得到確定，這就為新疆高繁殖率新品種綿羊的培育提供堅實的遺傳學依據(jù)，為新疆的養(yǎng)羊業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力的支持，助力提高農(nóng)牧民養(yǎng)羊的經(jīng)濟效益[8]。