GH和GHR基因?qū)F州地方黃牛生長性能的影響

唐賢飛

(貴州省黔西南州興義市木隴街道辦事處農(nóng)業(yè)林業(yè)綜合服務中心，貴州 興義562409)

1 GH和GHR基因概述

GH中文解釋是哺乳動物生長激素，這是一種存在于脊椎動物體內(nèi)的，由該動物的腦垂體分泌的物質(zhì)。這是一種多肽激素，具有調(diào)節(jié)身體生長、促進新陳代謝的作用。20世紀50年代中后期，國外學者先后報道了注射外源豬垂體生長激素取得了顯著效果。但用腦垂體提取GH成本太高，長期難以產(chǎn)業(yè)化。有學者在20世紀80年代率先做實驗，利用基因重組技術(shù)，首次在E.coli中表達了重組豬生長激素，其生物活性與由腦垂體提取的生長激素相同。20世紀90年代，中國國內(nèi)也有學者在大腸桿菌系統(tǒng)內(nèi)成功地表達了重組豬生長激素。由于GH在養(yǎng)牛業(yè)上明顯的經(jīng)濟效益，克隆及表達牛生長激素基因在生產(chǎn)實踐上有著重要意義。

GHR是GH的受體(GH receptor，GHR)，GHR廣泛分布于骨骼、肌肉、內(nèi)臟器官等各類組織細胞的細胞膜中，由638個氨基酸組成，其胞外域能夠特異性結(jié)合GH，進而引起細胞內(nèi)的級聯(lián)信號反應。GH受體是決定靶細胞對GH反應性的第一個分子。如果GHR發(fā)生基因突變，引起受體功能缺陷，則靶細胞對GH的反應性下降，即出現(xiàn)GH不敏感。GH在動物體內(nèi)產(chǎn)生作用的第一步需要先和動物體內(nèi)生長激素靶細胞膜表面的生長激素受體相結(jié)合。然后由動物體內(nèi)的生長激素受體介導把相關(guān)信號傳遞進細胞內(nèi)部，進一步產(chǎn)生相關(guān)的動物生理效應。根據(jù)現(xiàn)有的研究實驗結(jié)果表明，在肝、心、腎、肺、腦、腸、等組織細胞，以及動物的淋巴細胞和胸腺細胞中，均有生長激素受體的存在，其中肝臟中生長激素受體的含量最高。牛的GHR基因cDNA最早是由Goffi于1990年克隆得到，并且牛與人的生長激素受體基因存在很大的同源性。有研究者在20世紀90年代將牛的GHR基因定位于16號染色體，并得到了一個線性連鎖圖譜：C9-FS-GHR-S0105。關(guān)于其他物種GHR基因的表達研究較多，但牛的GHR基因的表達研究相對較少。

2 GH和GHR基因?qū)F州地方黃牛生長性能影響

生長激素受體(GHR)基因是第一個證明與生長有關(guān)的基因，GHR作為牛生長過程中生長激素的受體，與牛的生長發(fā)育以及牛的免疫和代謝方面有著十分重要的影響。有研究表明，矮小型基因的分子基礎是生長激素受體(GHR)基因的變異導致的，位于牛染色體上的GHR基因是牛本身矮小性狀的無害突變。貴州黃牛的GH受體(GHR)蛋白是由6個N-糖基化位點與信號肽位點組成的。不同的基因型間在牛的胸圍和體長以及坐骨胯寬等生長性狀之間存在差異。

所有生物的表型特征由遺傳和環(huán)境影響的相互作用共同決定。同時，有越來越多的報道稱內(nèi)分泌系統(tǒng)在調(diào)節(jié)遺傳和環(huán)境因素對衰老和壽命的影響方面發(fā)揮著核心作用。生長激素(GH)是一種22 kDa的蛋白質(zhì)激素，由191個氨基酸殘基組成，由腦垂體前葉中的特化細胞產(chǎn)生和分泌，其分泌主要由兩種下丘腦肽調(diào)控:促生長激素釋放激素(GHRH)和生長抑素(SST)。生長激素通過與位于靶細胞膜中的特定受體結(jié)合而起作用，GH受體存在于多種細胞類型中，GH的關(guān)鍵作用之一是刺激IGF-I基因的肝表達。IGF-1是胰島素樣生長因子，其作用包括通過下丘腦的作用抑制GH釋放，從而與GH形成負反饋的關(guān)系。IGF-I在調(diào)節(jié)牛體細胞生長和發(fā)育中起重要作用，肉牛從幼齡到成年，骨骼、肌肉、脂肪生長速度受年齡影響，幼齡動物骨骼發(fā)育最快、架子牛肌肉生長速度最快，趨近成年牛，脂肪沉積速度加快。其核心因素就是牛在不同月齡階段，身體內(nèi)分泌激素水平不一樣。GH和GHR基因通過調(diào)控貴州黃牛的生長激素分泌，一方面可以達到避免黃牛侏儒癥的目的；另一方面可以實現(xiàn)黃牛生長肉多油少的效果。

3 相關(guān)思考及分析

科學研究證明，決定肉牛特征特性的內(nèi)因就是位于細胞核內(nèi)染色體上的基因。其中GH基因和GHR基因的表達對肉牛的生長發(fā)育起著十分重要的作用。肉牛場如果想提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，從基因?qū)用娓纳婆５纳a(chǎn)方式是一個捷徑，主要可以通過純種選育和雜交兩種方式進行。2020年我國牛肉產(chǎn)量672萬t，同比增長0.8%。未來一段時期內(nèi)國內(nèi)牛肉市場呈剛性需求，2030年我國牛肉消費量將達到1 200萬t以上，目前我國生產(chǎn)的牛肉遠遠不能滿足需求增長。為提高牛肉產(chǎn)品的供給能力，可以利用現(xiàn)代生物技術(shù)手段，例如雜交育種，對貴州黃牛進行遺傳改良，促進GH基因和GHR基因的良好表達。我國肉牛育種總體起步較晚，育種組織架構(gòu)、技術(shù)體系雖基本建立，仍需進一步完善，自主培育的種牛生產(chǎn)性能與國外存在較大差距。貴州省黃牛培育工作中依然存在科技支撐較為滯后的問題。貴州省肉牛產(chǎn)業(yè)在良種繁育、飼草品種、行業(yè)標準、質(zhì)量追溯、農(nóng)業(yè)機械化等核心技術(shù)還需完善，疫病防控、信息服務、技術(shù)支持、污染防治等還需提高。品種繁育工作滯后，缺乏品種改良的長遠規(guī)劃。要利用科技創(chuàng)新賦予貴州黃牛新鮮血液，通過科學選育讓貴州黃?！皳P長補短”，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益，更好地促進貴州黃牛業(yè)發(fā)展。