羊Leptin基因與GHR基因多態(tài)性的研究進(jìn)展

趙明燕

（西北民族大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730030）

1 羊Leptin基因與GHR基因的結(jié)構(gòu)與功能

1.1 羊Leptin基因的結(jié)構(gòu)與功能

瘦素基因是脂肪組織中表達(dá)的一種蛋白質(zhì)，由167個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，分子質(zhì)量為16 000 ku，其受體主要存在于下丘腦中。綿羊瘦素基因位于O AR 4q 32上，由2個(gè)內(nèi)含子和3個(gè)外顯子組成。瘦素基因通過(guò)綿羊下丘腦的體重調(diào)節(jié)中心提供調(diào)節(jié)信號(hào)，進(jìn)而降低食欲，增加綿羊的能量消耗，通過(guò)減少食物攝入量來(lái)增加代謝率，從而限制脂肪儲(chǔ)存。瘦素基因通過(guò)下丘腦對(duì)綿羊體重、繁殖、泌乳的調(diào)節(jié)是通過(guò)神經(jīng)肽Y(NPY)及YS受體和黑色素皮質(zhì)素4受體(MC4R)及其配體黑色素細(xì)胞刺激激素(MSH)而起作用的[1]。目前,瘦素基因被用作影響國(guó)內(nèi)外動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育的功能基因，是科研工作者的重要研究對(duì)象[2]，是研究家畜生產(chǎn)性能等經(jīng)濟(jì)性狀的最佳標(biāo)記基因之一。

1.2 羊GHR基因的結(jié)構(gòu)與功能

GHR基因由634個(gè)氨基酸組成，由腦下垂體前部合成并分泌的一種蛋白激素。GHR基因的分子量為70 ku。GHR基因分布在家畜各組織中，如肝臟、脂肪細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等。在基因核苷酸及其相應(yīng)氨基酸序列的比較分析中，綿羊具有較高的穩(wěn)固性。能促進(jìn)肌肉和骨骼的生長(zhǎng)，降低脂肪含量，促進(jìn)綿羊的生長(zhǎng)發(fā)育，提高飼料利用率等[3]。

2 有關(guān)羊Leptin 基因和GHR基因多態(tài)性的研究

目前，在瘦素基因和GHR基因的研究中，絕大多數(shù)是關(guān)于牛和豬的，對(duì)綿羊的研究相對(duì)較少。最近幾年，科研工作者在綿羊的Leptin基因和GHR基因的多個(gè)位點(diǎn)上發(fā)現(xiàn)了不同的品種或者不同的個(gè)體之間均存在著較為豐富的多態(tài)性，并且從Leptin基因和GHR基因的結(jié)構(gòu)與功能的角度進(jìn)行分析，科研工作者對(duì)Leptin 基因和GHR基因多態(tài)性的研究，側(cè)重點(diǎn)主要是分析Leptin 基因和GHR基因多態(tài)性與綿羊的生長(zhǎng)發(fā)育之間是否存在相關(guān)性。

關(guān)于綿羊瘦素基因和GHR基因的多態(tài)性與生長(zhǎng)發(fā)育的相關(guān)性分析，已經(jīng)有了較多的報(bào)道。有許多的科研工作者將灘羊、甘南歐拉羊、杜寒雜交羊（引進(jìn)的杜泊羊和本地的小尾寒羊雜交而得到的綿羊品種）、歐拉型藏羊、湖羊、蘭州大尾羊等綿羊品種作為研究對(duì)象，因?yàn)楹蜻x基因的存在，選擇了Leptin基因和GHR基因。利用PCR-SSCP和DNA測(cè)序技術(shù)分析了上述綿羊品種Leptin基因或GHR基因的單核苷酸多態(tài)性（SNPS），分析了不同基因型與生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系。通過(guò)試驗(yàn)，尋找影響綿羊生長(zhǎng)性狀的最佳基因型組合，作為綿羊生長(zhǎng)性狀的遺傳標(biāo)記。

灘羊、甘南歐拉羊、杜寒雜交羊、歐拉型藏羊、湖羊、蘭州大尾羊等綿羊品種均是我國(guó)各地有名的綿羊品種，具有生長(zhǎng)快、易育肥、飼料利用率高、抗病能力強(qiáng)等特點(diǎn)。進(jìn)行多態(tài)性分析的研究，主要是為了從分子水平提高綿羊的繁殖力、改良肉用性能、確定Leptin基因與GHR基因是否可作為選育綿羊生長(zhǎng)發(fā)育性狀的分子遺傳標(biāo)記等。

馬青等將灘羊作為研究對(duì)象，選擇GHR基因作為候選基因，考慮到GHR基因堿基序列突變時(shí)，可能影響GHR基因的生理功能,進(jìn)而導(dǎo)致灘羊的生長(zhǎng)發(fā)育模式發(fā)生改變。因此，希望能通過(guò)實(shí)驗(yàn)和分子標(biāo)記來(lái)了解灘羊生長(zhǎng)發(fā)育的相關(guān)機(jī)制。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，他們?cè)贕HR基因的第4外顯子上發(fā)現(xiàn)了DD、CD共兩種基因型、在GH基因第2內(nèi)含子上發(fā)現(xiàn)了BB、AB共兩種基因型。影響灘羊生長(zhǎng)發(fā)育的最佳基因型組合是雙雜交基因型ABCD。因此，GHR基因多態(tài)性與灘羊的生長(zhǎng)發(fā)育存在一定的相關(guān)性。GH基因和GHR基因的SNP位點(diǎn)可以作為灘羊生長(zhǎng)發(fā)育的分子標(biāo)記，對(duì)加快灘羊的分子遺傳育種過(guò)程具有指導(dǎo)意義。

劉秀[4]等將甘肅高山細(xì)毛羊作為研究對(duì)象，選擇瘦素基因作為候選基因。本實(shí)驗(yàn)主要分析了甘肅高山細(xì)毛羊瘦素基因第3外顯子的多態(tài)性與生長(zhǎng)速率的相關(guān)性。試驗(yàn)表明在Leptin基因第3外顯子上存在4個(gè)等位基因和2個(gè)SNP，同時(shí)，試驗(yàn)證明Leptin基因第3外顯子具有豐富的遺傳多樣性。結(jié)合甘肅高山細(xì)毛羊的生活環(huán)境，推測(cè)Leptin基因不僅可以影響甘肅高山細(xì)毛羊的生長(zhǎng)速度，還可以提高甘肅高山細(xì)毛羊?qū)τ诤涞脱醯纳姝h(huán)境的適應(yīng)性能力。

葉祿林[5]等以杜寒雜交羊?yàn)檠芯繉?duì)象，選定瘦素基因作為候選基因，以確定瘦素基因外顯子3的多態(tài)性與杜寒雜交羊的生長(zhǎng)發(fā)育是否存在多態(tài)性。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)到一個(gè)突變位點(diǎn)（G/T突變），該突變位點(diǎn)對(duì)提高杜寒雜交羊的體重、體尺、體高等指標(biāo)有顯著影響。

3 小結(jié)

以上研究表明，瘦素基因和GHR基因?qū)d羊生長(zhǎng)發(fā)育有顯著影響，同時(shí)，GHR基因結(jié)構(gòu)的突變可能影響生長(zhǎng)和發(fā)育模式的變化，進(jìn)而導(dǎo)致生長(zhǎng)受到抑制。因此，利用GHR基因作為候選基因，研究GHR基因多態(tài)性與綿羊生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。雖然對(duì)Leptin基因和GHR基因的研究較多，但是將Leptin基因和GHR基因作為分子遺傳標(biāo)記還存在一些問(wèn)題。第一，大多數(shù)的研究是在小群體中進(jìn)行的，由此可能導(dǎo)致一些錯(cuò)誤的試驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于某些突變位點(diǎn)是否真正的存在以及是否具有遺傳性，則需要經(jīng)過(guò)大規(guī)模的群體檢驗(yàn)；第二，試驗(yàn)方法不應(yīng)該僅僅是從DNA水平篩查突變，應(yīng)通過(guò)表型進(jìn)行相關(guān)性的分析，還應(yīng)該從RNA和蛋白質(zhì)水平篩查突變是如何導(dǎo)致表型改變的。

盡管目前對(duì)于Leptin基因和GHR基因多態(tài)性的研究還存在一些問(wèn)題，但可以肯定的是，瘦素基因和GHR基因是生長(zhǎng)發(fā)育的候選基因存在著較大的研究空間。如果對(duì)Leptin基因和GHR基因進(jìn)行更深層次的研究，一定會(huì)有助于綿羊品種的一些重要生產(chǎn)性狀的改良。