犬繁殖性狀相關(guān)候選基因—雌激素受體基因研究進展

劉成武

犬繁殖性狀相關(guān)候選基因—雌激素受體基因研究進展

劉成武

繁殖力的高低直接影響?zhàn)B犬業(yè)的發(fā)展，繁殖性狀是最重要的經(jīng)濟性狀，是數(shù)量的基礎，是質(zhì)量的保障。因此，對于犬的繁殖育種工作，一個重要的目標就是提高犬的窩產(chǎn)仔數(shù)。然而研究發(fā)現(xiàn)，繁殖性狀遺傳力低，周期長，選育進度慢，并且具有較大的遺傳變異度，采用傳統(tǒng)的育種方法不易取得滿意效果。隨著分子生物學的發(fā)展，研究人員已經(jīng)可以從基因水平上找到顯著影響產(chǎn)仔數(shù)的主效基因， 這是目前提高低遺傳力性狀的最有效方法。目前已經(jīng)運用分子生物學技術(shù)和生物信息學成功篩選出與繁殖性狀相關(guān)的候選基因，其中雌激素受體（ESR）是國內(nèi)外公認的繁殖性狀主效基因之一，對產(chǎn)仔數(shù)有顯著影響。ESR是一種與特異激素應答DNA元件相結(jié)合的激活轉(zhuǎn)錄因子，廣泛存在各種動物體內(nèi)，參與雌性動物性腺組織基因的表達與調(diào)控，改變受雌激素調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄，進而影響母犬的第二性征、繁殖周期、妊娠維持、胚胎發(fā)育等。

一、ESR 基因的結(jié)構(gòu)

ESR基因分為兩種亞型，分別為ESRα和ESRβ，每種亞型又有多種異構(gòu)體。從編碼區(qū)的5′端至3′端，雌激素受體的兩個亞型具有共同的結(jié)構(gòu)框架，由六個獨立但又相互影響的功能區(qū)構(gòu)成:A/B區(qū)（轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)）；C區(qū)（DNA結(jié)合區(qū)）；D區(qū)（多變鉸鏈區(qū)）；E區(qū)（配基結(jié)合區(qū)）；F區(qū)（轉(zhuǎn)錄激活功能區(qū)）。

二、ESR 基因的生物學作用

雌激素在動物繁殖中具有重要作用，其作用的發(fā)揮必須通過雌激素受體來完成，因此ESR的生物學作用與雌激素的生物學作用是緊密聯(lián)系的。ESR具有轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白質(zhì)的功能，影響著雌激素基因在雌性脊椎動物組織的表達與調(diào)控。結(jié)合了配體的ESR與特定的DNA序列相互作用可以改變雌激素基因的轉(zhuǎn)錄，從而通過對雌性第二性征、繁殖周期、生殖力、妊娠維持的影響，在胚胎的生長發(fā)育中起重要作用。大量研究發(fā)現(xiàn)，雌激素及其受體在許多不同靶組織中起重要作用。雌激素與其受體結(jié)合后，對胚胎發(fā)育過程及斷奶前后對乳腺的生長發(fā)育和雌性繁殖周期中卵泡的生長發(fā)育發(fā)揮重要作用；Kumar(1987)研究表明，雌激素受體具有251個氨基酸的E區(qū)是雌激素與受體的結(jié)合區(qū)，具有重要的功能。該區(qū)的遺傳變異，影響雌激素作用活性，進而影響動物的繁殖機能。

三、ESR 基因?qū)Ψ敝承阅苡绊懙难芯壳闆r

通過對產(chǎn)仔數(shù)性狀的基因效應和基因數(shù)量的研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)仔數(shù)性狀屬于加性顯性遺傳模式，并且受主效基因的控制，已經(jīng)證實ESR是控制產(chǎn)仔數(shù)的主效基因或者緊密連鎖著產(chǎn)仔數(shù)的主效基因。美國的Rothschild 試驗室是第一個開展雌激素受體基因（ESR）研究的，此后多個國家實驗室開展了此項研究，并取得可喜的成果。研究結(jié)果表明，ESR直接影響雌激素基因（包括其表達和調(diào)控），對于成年個體的繁殖周期、維持第二性征、保障繁殖力等方面都起到重要的作用，同時影響精卵結(jié)合、受精卵發(fā)育和胚胎著床。科學家還利用RT-PCR方法，在胚胎時期檢測到ESR的preRNA，這就從分子水平和細胞水平上證明了ESR對胚胎發(fā)育和系統(tǒng)分化有一定的影響。研究人員還證實ESR優(yōu)勢基因能夠影響1.4頭/窩的總產(chǎn)仔數(shù)以及超過1頭/窩的產(chǎn)活仔數(shù)，ESR基因的發(fā)現(xiàn)為提高母犬產(chǎn)仔數(shù)提供了新的思路。ESR不僅僅控制產(chǎn)仔數(shù)，對其他繁殖性能也有明顯影響，ESR基因表達異常時，會引起犬雌激素分泌失調(diào)。董君艷（1997）、鐘友剛（2003）、李保林（2006）、劉賀（2008）等都報道了相關(guān)病例，病犬通常表現(xiàn)皮膚病，部分患犬表現(xiàn)為子宮蓄膿癥、卵泡囊腫、發(fā)情異常、流產(chǎn)等繁殖疾病，嚴重影響母犬的繁殖機能。

繁殖力是規(guī)模化養(yǎng)犬的最主要經(jīng)濟性狀，是制約養(yǎng)犬經(jīng)濟效益的最主要原因。因此，研究犬繁殖性狀相關(guān)基因及其分子調(diào)控機制，對于利用數(shù)量遺傳和分子遺傳方法提高繁殖力有重要理論和實踐意義。

（作者單位:公安部警犬技術(shù)學校，110034）

(編輯:李 冰)