家禽產蛋性能相關基因研究進展

蘇 丹 欒新紅 曹中贊 王來有 寧志利

（沈陽農業大學畜牧獸醫學院，沈陽 110866）

家禽為人們提供了大量的肉、蛋資源，家禽的產蛋性能直接影響養殖戶的經濟利益，提高家禽的產蛋性能也一直是家禽育種的主要目標之一。隨著分子生物學技術的發展，人們運用不同方法，從不同方面對影響家禽生產性能的因素進行了研究。家禽的產蛋機理復雜，受激素、環境等多種因素的影響，還與其繁殖性能密切相關，而母禽的就巢性又是影響其繁殖性能的主要因素之一，因此可以通過與就巢基因相關的分子標記，經輔助選擇等手段快速減弱母禽的就巢性，進而提高母禽的產蛋量。迄今為止，已報道的與產蛋性能相關的基因有催乳素基因、促卵泡激素β亞基、雌激素受體α亞基、卵細胞卵黃生成受體、卵（類粘蛋白）抑制劑、促性腺激素釋放激素受體基因和血管活性腸肽基因等。

1 家禽產蛋性能相關基因的研究方法

隨著分子生物學的發展，人們對基因及基因組的了解越來越深入，用于研究基因的方法也越來越多。在家禽產蛋性能相關基因的研究中，單核苷酸多態性（SNPs）是熱點之一。常用的方法包括生物信息學方法、直接測序、單鏈構象多態（SSCP）、限制性片段長度多態性聚合酶鏈反應技術（PCR-RFLP）、擴增創造酶切位點法（ACRS-PCR）和基因芯片技術等。

生物信息學方法可以利用Gen bank上數據庫中的信息，結合合適的生物信息學手段和計算機自動識別方法，大大降低檢測SNPs的成本和時間。直接測序是檢測SNPs最直接的方法，通過對不同個體同一基因或基因片段的測序和比對，可以直接、準確的檢測出被測基因是否存在堿基變異，但測序費用相對比較高，不適合大樣本的篩選。

單鏈構象多態性（SSCP）分析是近年來發展起來的一種基本分析方法，是一種DNA單鏈凝膠電泳技術，它根據形成不同構象的等長DNA單鏈在中性聚丙烯酰胺凝膠中的電泳遷移率變化來檢測基因變異。SSCP具有靈敏度高、操作簡便、應用廣泛等特點。為了高靈敏、特異性地顯示SSCP分析結果，現在已經發展多種PCR-SSCP技術，如，在PCR擴增中用同位素或熒光素等標記引物或核苷酸，該方法比較經濟，擴增特異性強，多用于大樣本的檢測和篩選；電泳后用銀染或溴化乙錠染色以顯示結果，這種方法便于操作，適用于一般實驗室。

限制性片段長度多態性聚合酶鏈反應技術（PCR-RFLP）是用PCR擴增目的DNA，再用特異性內切酶消化PCR產物，不同等位基因的限制性酶切位點分布不同，產生不同長度的DNA片段，在凝膠電泳上產生不同的條帶。隨著科技的發展，在經典PCRRFLP的基礎上建立了ACRS-PCR法，使原本不具有酶切識別位點的序列在引物設計時人為的引入一個酶切位點，擴大了研究對象。

基因芯片技術是近年發展起來的一種新技術，是利用生物學技術將數以萬計的標記探針排列于一小塊芯片上，因為其具有信息量大、自動化程度高等特點得到廣泛應用。但由于該技術尚不完善，存在靈敏度低、重復性差等問題，需要進一步解決。

2 家禽產蛋性能相關基因的研究進展

2.1 催乳素基因

催乳素（PRL）是動物垂體前葉嗜酸性細胞分泌的多肽類激素，對哺乳動物乳腺發育和泌乳、調節卵巢功能、維持妊娠、機體免疫等有重要的生物學效應。接種催乳素可以抑制卵巢卵泡的發育，影響血漿中黃體生成素的含量，減少產蛋量，而且在家禽中PRL是就巢行為發生和維持的關鍵激素[1]，而就巢性的強弱與產蛋性能密切相關。雞PRL基因存在基因變異主要是編碼信號肽的區域差異較大，雞PRL 24-bp插入／缺失位點的不同基因型就巢性差異顯著；對文昌雞PRL不同基因型進行比較，發現其300日齡產蛋數差異顯著[2]。

2.2 促卵泡激素β亞基

促卵泡激素（FSH）是由動物垂體前葉嗜堿性細胞分泌的一種糖蛋白類促性腺激素，它是由2個非共價結合可解離的α和β亞基所組成的，在下丘腦-垂體-性腺生殖軸中起到重要作用。家禽血漿中FSH β的含量受到光照、饑餓和年齡等多種因素的影響，進而影響到家禽的產蛋量。FSH β亞基基因由3個外顯子和2個內含子組成，FSH β基因pro2位點不同基因型36周平均產蛋量差異顯著；FSH β基因外顯子3的不同基因型間差異顯著[3]。

2.3 雌激素受體α亞基

雌激素（estrogen）是由卵泡的內膜細胞和顆粒細胞共同參與合成的類固醇激素，具有促進生殖器官的發育和成熟、促進雌性副性征的出現、維持及性行為等功能，但雌激素與雌激素受體（ESR）結合后才能發揮其作用。ESR基因多態性與產蛋性狀中的產蛋數、平均連產天數顯著相關，是核受體超家族成員之一，有ESRα、ESRβ和ESRγ3種不同基因編碼的亞型，ESR α基因5’側翼調控區的不同基因型對36周平均產蛋量也有顯著影響[3]。

2.4 卵細胞卵黃生成受體基因

雞卵細胞卵黃生成受體（OVR）是一種位于Z染色體上的一個基因編碼卵細胞膜蛋白，主要生理功能是介導產蛋雞的卵細胞從血漿極低密度脂蛋白（VLDL）和卵黃蛋白原（VTG）中吸收卵黃蛋白的前體物質—低密度脂蛋白（LDL）和卵黃磷脂蛋白（LV），而血漿中的VLDL濃度與蛋雞的蛋組成、蛋產量、體重、開產日齡均存在相關性。OVR不同基因型間的產蛋量和蛋重差異顯著，開產日齡和蛋殼厚度間差異極顯著[4]。

2.5 卵（類粘蛋白）抑制劑

卵（類粘蛋白）抑制劑（OIH）是一種存在于血漿和蛋清中，在禽類輸卵管、肝臟和法氏囊中表達，受雌激素和孕酮影響的蛋白酶抑制劑，具有抑制胰凝乳蛋白酶、胰島素和抑肽酶E的活性的作用，還與免疫有關，其與生長激素、促黃體素、催乳素等激素共同存在于血液循環中，激素間的相互作用影響其表達和功能，進而影響禽類的產蛋性能[5]。此外，OIH與胰蛋白酶結合形成的聚合物微粒可以克服蛋白藥物的降解，阻止細菌在蛋中的繁殖，具有保護蛋黃和卵胚的作用，使禽蛋在缺乏先天和后天宿主防衛的情況下能長時間、有效地抵御微生物的侵害，提高蛋品質。

2.6 促性腺激素釋放激素基因

促性腺激素釋放激素（GnRH）是由脊椎動物的下丘腦神經元分泌的一類十肽類激素，廣泛分布于神經、內分泌、生殖和消化系統中。在垂體前葉內，GnRH作用于腺垂體，刺激FSH和黃體生成素（LH）的分泌，這2種促性腺激素刺激靶器官合成并分泌相應的甾體類性腺激素，從而形成調控生殖器官發育和配子生成的下丘腦—垂體—性腺軸，GnRH還可直接作用于性腺，起抑制作用。

以皖西白鵝、萊茵鵝為研究對象，發現GnRH基因具有多態性，不同基因型間產蛋量差異顯著[6]。對連城白鴨 GnRH 基因 5′端調控區上的非翻譯區（UTR）位點進行PCR-SSCP檢測，發現該位點是個多態位點，而且該位點與連城白鴨的300日齡產蛋數顯著相關[7]。適量口服GnRH類似物能顯著增加鴨的產蛋量，而且對血清中孕酮、雌二醇和催乳素水平有顯著影響[8]。

2.7 血管活性腸肽基因

血管活性腸肽（VIP）基因具有促進催乳素分泌的功能，是禽類催乳素分泌的一系列下丘腦釋放因子中較為主要的促進因子之一。研究火雞幼雛 VIP在 PRL 分泌中的作用，發現PRL 對 VIP有負反饋作用，能降低下丘腦 GnRH 的水平，進而降低 LH 水平。火雞主動免疫或被動免疫 VIP 抗體能夠降低就巢率，增加產蛋率。雞免疫VIP后，高峰期的產蛋率顯著降低，但是高峰期后的產蛋率顯著升高，就巢率降低，在基因表達層次研究發現，VIP免疫后垂體PRL、垂體和下丘腦催乳素受體基因（PRLR）的表達顯著降低[9]。

2.8 類胰島素生長因子

類胰島素生長因子2（IGFⅡ）基因是生長軸中的重要基因，主要作為生長激素的中間信使，傳遞生長激素。在雞體內IGFⅡ的主要生物學功能包括促進葡萄糖和氨基酸的吸收、提高DNA和蛋白質的合成、刺激各種細胞的增生等。對IGFⅡ3個位點不同基因型組合與母雞群體生長性能相關性分析發現：基因型組合AB/CC/EE個體的12、16周齡體重顯著大于AB/CD/EE基因型個體，AB/CD/EG基因型個體的8周齡體重顯著大于其余6種基因型，300日齡體重顯著大于AB/CD/EE基因型個體[10]。

2.9 促甲狀腺激素

促甲狀腺激素（TSH）可以調節甲狀腺內 T3/T4的分泌，進而調控機體的生長和代謝，也可以引發光周期反應控制禽類的繁殖性能。促甲狀腺激素由非特異性的α亞基和特異性的 β 亞基以非共價鍵結合而成。其中，β亞基對TSH 的生物學活性起著決定性作用。鵝TSH-β基因具有多態性，不同基因型群體在一個產蛋周期內產蛋量差異顯著[11]。

3 小結

家禽產蛋機理復雜，與激素的調控、神經內分泌作用、生理、生化等反應密切相關。從基因水平研究家禽產蛋性能能夠從整體上研究影響家禽產蛋性能的因素。目前，已發現一些與產蛋性能相關的基因，這些基因主要是通過調節相應的激素合成和分泌來影響家禽的產蛋量和蛋品質，可以通過在飼料中直接添加這些激素的類似物，達到增強家禽產蛋性能的作用，但這種方式不具有遺傳性，不能從根本上解決問題，這就需要科研工作者對家禽產蛋機理及其相應的調控機制進行更深入、全面的研究。

[1]W.L. Li，Y. Liu，Y.C. Yu，et al.Prolactin plays a stimulatory role in ovarian follicular development and egg laying in chicken hens [J].Domestic Animal Endocrinology，2011，41：57-66.

[2]常明雪. 文昌雞PRL基因多態與產蛋性能的關系[J]. 中國家禽，2011，33（24）：70-71.

[3]周俊，虞德兵，洪坤月，等. 雞FSHβ和ESRα基因SNPs分析與早期產蛋性能關系[J]. 華北農學報，2008，23（5）：49-52.

[4]詹慧琴. 雞產蛋相關基因的SNPs檢測及其與蛋用性能關系的研究[D]. 華中農業大學，2006.

[5]Oubre C M，D’Hondt E，Moore R W，et al. The chicken pituitary expresses an ovoinhibitor-like protein in subpopulations of some，but not all，hormone-producing cell types. Domestic Animal Endocrinol，2003，25（4）：389-397.

[6]黃種彬，鐘志新，劉麗平，等. 連城白鴨GnRH基因與產蛋性能的關聯分析[J]. 中國家禽，2011，33（5）：31-33.

[7]K.M.A. Zoheir，R.G. Ahmed. Patterns of folliculo genesis in ducks following the administration of a gonadotropin releasing hormone 1（GnRH）analogue [J]. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology，2011，（12）：1202-1204.

[8]Kosonsiriluk S，Sartsoongnoen N，Chaiyachet O. Vasoactive in testinal peptide and its role in continuous and seasonal reproduction in birds[J].General and Comparative Endocrinology，2008，159：88-97.

[9]劉穎，陳鋒，黃運茂，等. 免疫血管活性腸肽調節雞產蛋和就巢的機理研究[J]. 畜牧獸醫學報，2011，42（10）：1470-1476.

[10]李源，劉大林，王金玉，等. IGFⅡ基因SNPs及其與京海黃雞生長性能關系的研究[J]. 揚州大學學報，2010，31（3）：33-38.

[11]于金成，王志躍，楊明海，等. 鵝TSH-β基因多態性與產蛋性能關聯性分析[J].中國畜牧雜志，2011，47（1）：10-13.