分子遺傳標記在動物育種中的應用研究

洪祥美吳 琦

（1.南京市溧水區永陽街道畜牧獸醫站，江蘇南京　211200；2.南京市溧水區石湫畜牧獸醫站，江蘇南京　211200）

分子遺傳標記在動物育種中的應用研究

洪祥美1吳 琦2

（1.南京市溧水區永陽街道畜牧獸醫站，江蘇南京211200；2.南京市溧水區石湫畜牧獸醫站，江蘇南京211200）

隨著分子遺傳新技術的出現，分子遺傳標記也隨之迅速發展，從而帶動整個現代遺傳學的發展。本文系統地論述了RFLP、RAPD、微衛星DNA、AFLP和SNP等分于遺傳標記的研究概況及其在動物育種中的應用，并針對目前的研究現狀及存在的問題探討了分子遺傳標記在將來發展的前景與趨勢。

分于標記；動物育種

分子遺傳標記是近些年來隨著分子遺傳學和各種DNA重組技術的迅速發展而產生的，它的出現使人們可以從遺傳標記的角度對動物遺傳育種來進行分析，其中DNA多態性的研究在遺傳標記中占據著重要地位。對于DNA多態現象，是由個體的基因差異引起了DNA在分子水平上的差異。相比于其他分子標記，其具有一下特點：DNA可以利用一些直接的分子遺傳標記進行分析，減少了通過表型性狀推測基因型而造成的誤差；可用來進行選擇的DNA分子類型多；分子遺傳標記所包含的信息含量比蛋白質大；DNA樣品的獲取比較方便；在多數生物的遺傳中，DNA多態性普遍，準確度高，遺傳穩定，并且易于通過個體水平的多態情況分析群體中的遺傳多樣性，確定許多個體的同源性關系。

想要獲得更加理想的分子標記需要包含的條件有：（1）等位基因易于辨別；（2）具多態性程度高；（3）共顯性遺傳；（4）分子標記能夠均勻分布于整個基因組；（5）易于檢測，重復性好；⑹無基因多效性等。常見的分子遺傳標記包括：限制性片段長度多態性（RFLPs）、隨機引物擴增多態性DNA（RAPD）、微衛星DNA（Microsatellite DNA）、擴增片段長度多態性（AFLP）和單核苷酸多態性（SNP）標記等。

1 限制性酶切片段長度多態性（RFLP）

限制性內切酶位點上的堿基存在著插入、缺失、重排或點突變，影響著基因型之間的限制性長度差異，這種差異被稱為RFLP。對基因組DNA進行限制性內切酶切割，利用放射性標記探針與Southern 印跡轉移后的支持膜雜交，經放射顯影顯示出RFLP譜帶。在譜帶上會出現不同程度的多態性，造成這些多態性的原因是因為基因組DNA在檢測區域內發生了插入、重排、點突變以及片段缺失、，使得酶切位點長度和數量發生了變化。

RFLP和PCR -RFLP在動物遺傳育種研究領域日漸廣泛，檢測動物線粒體［1］、BoLA、SLA復合體［2］、生長激素基因座［3］、蘭定尼受體基因（RYR1）［4］、性別決定基因（SRY /sry）［5］及雌激素受體基因（ESR）［6］等的多態性，從而可以了解到許多動物遺傳信息，例如群體之間的種屬關系，分析群體的遺傳多樣性，起源與分化，并且能夠與畜牧生產中得到的數據相關聯，便于遺傳圖譜的繪制等。

2 隨機擴增多態性DNA（RAPD）

作為一項分子生物學新技術，RAPD技術最早是在Wiliams和Welsh等在1990年同時提出的［6-7］。通過人工合成的大約10bp的引物，對基因組進行DNA PCR擴增，通過瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA序列的多態性。缺點在于在區分雜合子和純合子時，易受到顯隱性共存的影響；另外，由于反應靈敏，RAPD擴增易受外源及DNA污染的干擾，并且會出現實驗重復性差的情況。

目前，RAPD已在分子標記、動物遺傳資源分析和鑒定等多個方面廣泛應用。王克華等［9］曾利用24個RAPD引物中篩選的4多態性引物對7個地方雞種的群體遺傳距離進行分析。曹冶等［8］利用6條RAPD引物共擴增出334個條帶四川乳肉兼用牛及其父母本的遺傳進行了距離鑒定。

3 微衛星DNA標記

微衛星標記也稱為簡單重復序列，是一類由幾個核苷酸（一般不超過4個）為重復單位組成的長達幾十個核苷酸的串聯重復序列。微衛星DNA散布于整個基因組，而不同的重復次數及程度導致了座位間多態性的產生。通過對微衛星序列的兩端進行特異性引物設計，并對微衛星PCR產物長度進行比對，我們便可以得到不同基因型個體的每個微衛星DNA位點多態性。通過這種多態性研究，針對動物的某些重要基因進行定位研究。而鑒于微衛星標記方法有數量多、易鑒別、分布廣等特點。已在動物遺傳育種的分子標記當中被廣泛應用。如張劍等［10］采用29對微衛星標記對北京油雞保種群進行了遺傳多樣性檢測，并通過等位基因頻率、期望雜合度（He）、多態信息含量（PIC）等的計算分析了群體內的遺傳變異。

4 擴增片斷長度多態性（AFLP）

將RFLP與PCR相結合，基因組的DNA片段進行選擇性擴增的技術稱之為AFLP。首先，我們根據物種和品種的不同，對研究的功能基因序列進行引物設計，而由于通過DNA酶切之后，隨機片段的分子量大小不一，所以在經PCR擴增之后，可以簡單地通過電泳的方法來分離鑒別，觀察擴增后產生擴增片段的多態性。其特點在于：DNA用量少；多態性好；重復性好；樣品適用性廣等。

5 SNP標記

SNP是指基因組中DNA某一特定核苷酸在位置上存在置換、插入、缺失等變化。SNP主要有以下方法：單鏈構象多態性；基因芯片技術；毛細管電泳技術等。目前SNP技術被廣泛應用與疾病診斷，物種進化和種群鑒定。尤其在動物育種當中，SNP已成為非常好的工具來研究特定性狀。黃孫平等［11］對雞的PRLR基因SNP位點進行了檢測，并于產蛋性狀進行了關聯，表明PRLR基因可作為提高雞群產蛋性能潛在的分子標記。

6 存在的問題與前景展望

對于DNA多態性的研究，作為目前對動物遺傳育種標記的重要手段，已廣泛地應用于動物遺傳育種的實踐當中。有效且有意義的DNA多態性，對于實現遺傳圖譜的構建，具有重要意義。同時，利用遺傳標記提供的基因型，能夠有效地對畜禽的一些經濟性狀進行選擇，為動物育種提供一定的支持。但是目前所發現的分子標記均有一定的局限性。例如RFLP標記座位通常所涉及到的等位基因會存在基因頻率過低的情況，并且RAPD標記在系中的穩定性和特異性不能保證，所以利用RFLP標記的效率存在一定的問題。除此之外，DNA標記仍需要進行標記的統一，沒有準確和參考性強的DNA標記作參照，會導致不同實驗的鑒別會出現一定的差異。因此，在進行標記分析工作之前，對DNA標記的篩選和標準化尤為重要。與此同時，在檢測工作中的實驗操作，取樣方法以及樣品污染等問題都亟待解決。

目前，對遺傳標記的分析，主要采用極大似然、分離群體法和LOD值作圖法等方法對標記與數量性狀基因座（QTL）進行遺傳連鎖分析。但是在QTL定位中的運用遺傳分子標記還存在以下困難：（1）因為QTL存在多基因的微效性，所以要建立多樣化的參照群，很難講其效應分開區別；（2）在實際應用當中，在家畜中建立一定標準的參照系十分困難，因為獲取近交系和分離狀態的標記基因具有一定難度，所以檢測到的QTL數目會因此減少；（3）對于同一性狀的不同基因座和不同性狀的同一基因座存在一定的相互作用，并且基因座在染色體上的交錯分布，會使得QTL的定位難以確定。

綜上所述，盡管在進行分子遺傳標記的過程當中仍然存在許多問題和挑戰，但對于動物育種而言，分子遺傳標記隨著各種新方法和新工具的出現，其發展也會愈加迅速。而標記基因的性狀研究和標記基因數目的與日俱增，分子遺傳標記為數量遺傳學提供分子水平的信息，也為家畜育種的進一步發展提供了材料，現代育種也將進入分子育種階段。標記基因能夠為動物的屠體性狀，繁殖性狀和抗病性狀提供輔助選擇和性狀相關基因的定位，通過利用分子技術，使得利用數量遺傳學和分子遺傳學對動物的數量性狀進行遺傳改良提供便利。

7 結束語

隨著人們對基因的研究愈加深入，分子遺傳標記也將在動物育種中越發具有重要性。分子遺傳標記在畜牧業中的廣泛應用，對家畜的性狀研究，良種改造，遺傳圖譜繪制及起源等發面提供有力幫助。因此，分子遺傳標記在動物育種中的應用將成為今后動物育種的重點。

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