荔波瑤山雞POU1F1基因多態性與繁殖性狀的相關性

朱麗莉，陶宇航，韓 雪，唐繼高，吳松成，李 亮，伍革民

(貴州省畜牧獸醫研究所，貴州 貴陽 550005)

?

荔波瑤山雞POU1F1基因多態性與繁殖性狀的相關性

朱麗莉，陶宇航，韓 雪，唐繼高，吳松成，李 亮，伍革民*

(貴州省畜牧獸醫研究所，貴州 貴陽 550005)

【目的】為探明荔波瑤山雞POU1F1基因多態性與繁殖性狀的關系，為荔波瑤山雞的選擇性育種提供參考。【方法】針對POU1F1基因設計6對引物，采用PCR測序法篩選出多態位點，并利用荔波瑤山雞母系60個個體進行繁殖性狀的關聯分析。【結果】荔波瑤山雞POU1F1基因有8個多態位點，其中POU1F1基因58(A→G)與300日齡產蛋量、首次就巢日齡、300日齡就巢次數均呈顯著或極顯著相關 (P<0.05或P<0.01)；65(T→C)與300日齡產蛋量、首次就巢日齡、300日齡就巢次數呈顯著相關 (P<0.05)；11041(T→C)與300日齡產蛋量、首次就巢持續時間、首次就巢至重新開產間隔均呈顯著或極顯著相關 (P<0.05或P<0.01)。【結論】POU1F1基因58(A→G)和65(T→C)可作為300日齡產蛋量、首次就巢日齡和300日齡就巢次數的輔助選擇標記；11041(T→C)可作為300日齡產蛋量、首次就巢持續時間、首次就巢至重新開產間隔的輔助選擇標記。

POU1F1基因；基因多態位點；荔波瑤山雞；繁殖性狀

【研究意義】禽類在自然狀態下產蛋到一定階段就會產生就巢行為，大多數家禽尤其是地方品種仍然保持著或強或弱的就巢性。禽類就巢性的遺傳機理比較復雜，目前學術界普遍認為，就巢性是由外界環境、內分泌系統、基因表達相互作用的結果。下丘腦-垂體-卵巢軸這一神經內分泌系統的主要生理功能是控制雌性動物的性功能，涉及多種激素，這些激素由多基因表達調控。垂體特異性轉錄因子(Pituitary Specific Transcriptiona Factorl，POU1F1)是動物垂體前葉特異表達的一種具有重要功能的轉錄因子，其表達的產物通過與垂體(Prolactin，PRL)、生長激素(Growth Hormone，GH)和促甲狀腺素亞β單位(Thyroid Stimulating Hormoneβ，TSHβ)基因以及POU1F1自身的調控元件結合，調控這些基因的轉錄，從而對動物的生長、發育、繁殖和免疫等很多方面起重要的調控作用[1-3]。因此，關于該基因的遺傳變異分析及其與生物性狀關系的研究顯得極其重要。【前人研究進展】荔波瑤山雞是貴州優良地方雞品種資源之一，具有耐粗飼、抗逆性強、適應性強、肉質鮮美細嫩等特點，可作為優質雞育種的重要素材，但其產業發展受限于其重要經濟性能偏低，尤其是開產日齡、產蛋量、就巢性等繁殖性能偏低。【本研究切入點】繁殖性狀是多基因控制的復雜性狀，受多基因效應影響，其遺傳力低，僅通過常規選育方法難以完全剔除就巢性而提高繁殖力的問題。【擬解決的關鍵問題】采用PCR測序法，分析荔波瑤山雞POU1F1基因多態性與雞繁殖性狀的關聯性，探討POU1F1基因的多態位點作為繁殖性狀遺傳標記的可行性，以期為荔波瑤山雞的選擇性育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 荔波瑤山雞

試驗荔波瑤山雞選自貴州省貴陽市烏當區百宜鄉洛壩村種雞場，60只母雞。群體一致性較好，性能較為穩定。所有個體均采用常規飼養管理，個體籠養。翅下靜脈采血1.0～1.5 mL，加EDTA-Na2抗凝，-20 ℃保存。

1.2 性狀測定

120 日齡母雞轉入產蛋舍單個籠養至300 日齡，逐個測定開產日齡、開產體重、就巢性等繁殖性狀，測定方法按照NY/T 823-2004[4]進行。

1.3 基因組DNA提取及引物設計

采用TIANamp Blood DNA Kit試劑盒提取血樣中的DNA。根據GenBank中雞的POU1F1基因序列(登錄號：NM_204319)，合成6對引物(表1，由天根生化科技有限公司合成)檢測POU1F1基因在荔波瑤山雞60個個體中的基因型遺傳變異情況。

1.4 PCR擴增及測序

PCR反應體系20 μl：DNA模板1 μl，上下游引物各1 μl，2×TaqPCR MasterMix 試劑10 μl，加ddH2O至20 μl。PCR反應參數：95 ℃預變性6 min；95 ℃變性30 s，按引物的退火溫度退火30 s，72 ℃延伸45 s，35個循環；最后72 ℃延伸10 min。PCR產物用1 %瓊脂糖凝膠電泳檢測，委托諾賽基因組研究中心有限公司純化回收后進行雙向測序。

1.5 統計分析

用DNAstar軟件對測序結果進行校正，進入基因庫網站采用BLAST分析序列SNPs，采用DNAMAN軟件分析SNPs變異導致蛋白質編碼變異情況。用Excel軟件進行數據統計。用Spss 18.0軟件，采用單因子方差分析方法分析基因型與繁殖性狀的相關性。

2 結果與分析

2.1 多態位點及遺傳多態性

6對引物在荔波瑤山雞POU1F1基因中共檢測出8個多態位點(表2)，其中引物1檢測出5個多態位點，位于外顯子1和內含子1上；引物3檢測出1個多態位點，位于內含子3上；引物5和引物6各檢出1個多態位點，均位于外顯子6上；引物2和引物4未檢出多態位點。

根據檢測樣本數及基因型，計算POU1F1基因8個多態位點的基因頻率和基因型頻率(表2)。8個多態位點的多肽信息含量在0.12～0.36。

表1 用于荔波瑤山雞POU1F1基因型檢測的引物信息

表2 荔波瑤山雞POU1F1基因的8個多態位點及其遺傳多態性

2.2 8個多態位點與繁殖性狀的關聯性

POU1F1基因的8個突變位點分別位于外顯子1的58(A→G)和65(T→C)，內含子1的332(G→A)、335(A→G)和372(A→G)，內含子3的3171(A→T)，外顯子6的11041(T→C)和12188(T→C)。經關聯分析，外顯子1的58(A→G)和65(T→C)2個位點，外顯子6的11041(T→C)位點分別與不同繁殖性狀存在顯著或極顯著關聯(P<0.05或P<0.01)；其余5個突變位點與繁殖性狀關聯不顯著(表3)。

2.3 3個關聯位點與繁殖性狀的相關性

POU1F1基因58(A→G)位點變異不改變蛋白質編碼。該位點檢測出AA和GG 2種基因型，未發現AG雜合型。設計引物參照的NCBI序列以AA基因型為主，而檢測的荔波瑤山雞樣本以GG基因型為主。經比較，GG型比AA型的300日齡產蛋量多31.89枚，首次就巢日齡推遲53.57 d，差異均顯著；300日齡就巢次數少2.07次，差異極顯著(表4)。

POU1F1基因65(T→C)位點變異不改變蛋白質編碼。該位點檢測出TC、TT和CC 3基因型。設計引物參照的NCBI序列以TT基因型為主，而檢測的荔波瑤山雞樣本以CC基因型為主。該位點CC型、TC型分別比TT型的300日齡產蛋量多30.84和22.00枚，差異均顯著；300日齡就巢次數分別少2.04和2.33次，差異均顯著；CC型的首次就巢日齡分別比TC型、TT型晚47.31和58.31 d，差異均顯著。

表3 荔波瑤山雞POU1F1基因8個多態位點與不同繁殖性狀的關聯性

注：NS表示差異不顯著(P>0.05)。

Note:NS means not significant difference between treatments(P>0.05).

表4 荔波瑤山雞POU1F1基因3個多態位點與不同繁殖性狀的相關性

注：同行數據后不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。

Note: Different lowercase and capital letters in the same row means significant difference at 5 % and 1 % significant levels respectively.

POU1F1基因11041(T→C)位點變異導致蛋白質第279位的異亮氨酸發生同義突變[I(AUU→AUC)]。該位點TT型、TC型分別比CC型的300日齡產蛋量多40.14和36.55枚，差異均顯著；TT型比CC型的首次就巢持續時間少20.75 d，TC型比CC型少13.04 d，差異均顯著；TT型比CC型的首次就巢至重新開產間隔少7.25 d，差異均顯著。

3 討 論

雞POU1F1基因定位于1號染色體上，DNA序列全長13 416 bp，有6個外顯子。目前，POU1F1基因與家禽生長性能的相關性已有大量研究。XU H Y等[5]研究發現，POU1F1基因T96217999C與山雞的屠宰性狀極顯著相關(P<0.01)，C96219442T 則顯著相關(P<0.05)。JIANG R等[6]對POU1F1基因單核苷酸的多態性研究發現，AA 基因型與雞個體體重呈正相關。胡玉萍等[7]研究發現，POU1F1 基因第3外顯子的 5231 bp 位置有A—T 堿基的點突變，顯著(P<0.05)影響京海黃雞的周齡體重。廉婷等[8]對二郎山山地雞研究表明，大體重組的300 日齡總產蛋數極顯著(P<0.01)高于中、小體重組。此外，POU1F1基因與雞個體體重為主的生長性狀顯著相關(P<0.05)[9-12]。POU1F1 基因是影響雞生長性狀(體重)的主效基因或與主效基因緊密連鎖的標記基因，而體重是影響家禽開產日齡、產蛋量等繁殖性狀的重要因素之一，POU1F1 基因可作為禽類繁殖性能的標記基因之一。有研究發現，POU1F1基因第6外顯子遺傳變異與雞的繁殖性能存在顯著相關[9]；外顯子3上的突變(A5331T)，CC型個體的72周齡產蛋數顯著高于DD型和CD型(P<0.05)[13]；第3外顯子的G3109A對狼山雞16周齡體重和300日齡產蛋量有顯著影響(P<0.05)[14]；POUlFl基因的外顯子3、4和6上的6個SNP均與藏雞產蛋量顯著相關(P<0.05)[15]；鴨中POU1F1基因第2內含子AA基因型個體的蛋形指數和4周齡體重均顯著高于aa型(P<0.05)[16]。荔波瑤山雞POU1F1基因上有8個SNP，其中第6外顯子上11041(T→C)變異與300日齡產蛋量顯著相關，與姜潤深等[9,15]的研究結果一致；同時第1外顯子的58(A→G)和65(T→C)變異與300日齡產蛋量、首次就巢日齡和300日齡就巢次數顯著相關。

4 結 論

荔波瑤山雞POU1F1基因有8個突變位點，分別位于外顯子1的58(A→G)和65(T→C)，內含子1的332(G→A)、335(A→G)和372(A→G)，內含子3的3171(A→T)，外顯子6的11041(T→C)和12188(T→C)。其中，POU1F1基因58(A→G)與300日齡產蛋量、首次就巢日齡均顯著相關(P<0.05)，與300日齡就巢次數極顯著相關 (P<0.01)；65(T→C)與300日齡產蛋量、首次就巢日齡、300日齡就巢次數均顯著相關 (P<0.05)；11041(T→C)與300日齡產蛋量、首次就巢至重新開產間隔呈顯著相關(P<0.05)，與首次就巢持續時間極顯著相關(P<0.01)。POU1F1基因58(A→G)和65(T→C)可作為300日齡產蛋量、首次就巢日齡和300日齡就巢次數的輔助選擇標記；11041(T→C)可作為300日齡產蛋量、首次就巢持續時間、首次就巢至重新開產間隔的輔助選擇標記。

[1]STEINFELDER H L，RADOVICK S.Hormonal regulation of the tyhrotropin subunit gene by phosphorylation of the pituitary specific transcription factor(PIT-I)[J].Proc Nat Acad Sci USA，1992，89:5942-5945.

[2]LEE N C，TSAI W Y，PENG S F，et al.Congenital Hypopituitarism due toPOU1F1 Gene Mutation[J].J Formos Med Assoc，2011，110(1):58-61.

[3]姜潤深，楊 寧.垂體特異性轉錄因子POU1F1研究進展[J].遺傳,2004，26(6):957-961.

[4]江蘇省家禽科學研究所，揚州大學畜牧獸醫學院.家禽生產性能名詞術語和度量統計方法：NY/T 823-2004[S].北京:中國農業出版社，2006.

[5]XU H Y，Wang Y，Liu Y P.Polymorphisms and expression of the chickenPOU1F1 gene associated with carcass traits [J].MBR，2012(39):8263-8271.

[6]JIANG R，LI J，QU L，et al.A new single nucleotide polymorphism in the chicken pituitary specific transcription factor (POU1F1)Gene associated with growth rate[J].Animal Genetics，2004，35:344-346.

[7]胡玉萍，李國輝，王金玉，等.京海黃雞POU1F1基因多態性及其與生長性能的遺傳效應分析[J].中國家禽，2008，30(11):20-22.

[8]廉 婷，尹華東，劉益平，等.二郎山山地雞不同開產前期體重對產蛋性能的影響[J].中國家禽，2009，31(22): 50-54.

[9]姜潤深.雞PRL、PRLR和POU1F1基因變異對繁殖及POU1F1對生長性狀的遺傳效應[D].北京:中國農業大學，2005.

[10]邱峰芳，聶慶華，金衛根，等.雞PIT-1基因57 bp插入/缺失多態與生長和屠體性狀的相關研究[J].江西農業大學學報，2006，28(2):284-288.

[11]NIE Q H，FANG M X，XIE L.ThePIT-1 gene polymorphisms were associcated with chicken growth[J].BMC Genetic，2008，9(20):1-5.

[12]陶 勇，李國輝，胡玉萍，等.MC4R、POU1F1基因對京海黃雞生長性能的遺傳效應[J].遺傳，2008，30(7):900-906.

[13]李國輝，張學余，韓 威，等.PRL和POU1F1基因及基因聚合對白耳雞產蛋數的效應分析[J].安徽農業大學學報，2010，37(2):249-252.

[14]YAN L J，FANG X T，LIU Y，et al.Effects of single and combined genotypes ofMC4RandPOU1F1 genes on two production traits in Langshan chicken[J].Mol Biol Rep，2013(40):4645-4650.

[15]楊 孔，楊艾琳，吳夢玲.藏雞FSH、POU1F1和FSHR的基因多態性及其與產蛋性能的關系[J].西南民族大學學報:自然科學版，2014，40(1):1-10.

[16]林秋娟，何桂娟，黃守婷，等.鴨POU1F1基因第2內含子多態性及其遺傳效應[J].中國農學通報，2014，30(8):7-11.

(責任編輯 馮 衛)

Association of Polymorphic Sites of GenePOU1F1 with Chicken Egg Laying Traits

ZHU Li-li，TAO Yu-hang，HAN Xue，TANG Ji-gao，WU Song-cheng，LI Liang，WU Ge-min*

(Guizhou Institute of Animal Husbandry and Veterinary Science，Guizhou Guiyang 550005，China)

【Objective】 The stydy aims to analyze the associations of genePOU1F1 with chicken egg laying traits and provide references for selection breeding of Libo Yaoshan chicken. 【Method】 Six primers were designed and eight polymorphic sites were selected, and the association analysis was performed in 60 chickens of Libo Yaoshan female line by PCR-sequencing methods. 【Result】58(A→G) mutation sites were significantly associated with the total egg number from 120 to 300 d of age (EN300), age at first broodiness behavior (AFBB) and times of broodiness behavior from 120 to 300 d of age (TBB300) (P<0.05 orP<0.01). 65(T→C) mutation sites were significantly associated with EN300, AFBB and TBB300 (P<0.05). 11041(T→C) mutation sites were significantly associated with EN300. Duration of age at first broodiness behavior (DAFBB) and interval of age at first broodiness behavior between anew laying (IAFBBA) (P<0.05 orP<0.01). 【Conclusion】58(A→G) and 65(T→C) may be regarded as an effective molecular marker on the MAS(Marker Assisted Selection)program for EN300, AFBB and TBB300; 11041(T→C) may be regarded as an effective molecular marker for EN300, DAFBB and IAFBBA.

GenePOU1F1; Polymorphic site; Libo Yaoshan chicken; Egg laying trait

1001-4829(2017)7-1675-05

10.16213/j.cnki.scjas.2017.7.037

2016-11-30

貴州省聯合基金項目“瑤山雞ONECUT1基因的CDS區克隆、差異表達及與生產性狀關聯分析”[黔科合LH字(2015)7067]；貴州省基金項目“瑤山雞就巢性選育關鍵基因篩選”[黔科合J字(2014)2102]；貴州省農業動植物育種項目“瑤山雞新品系選育與推廣”[黔農育專字(2014)008]；貴州省農業科學院2014年博士基金項目“瑤山雞STAT5基因變異檢測及與產蛋性狀關聯分析”；貴州省農業科學院院專項“長順綠殼蛋雞綠殼表型遺傳標記的篩選與應用”[黔農科院院專項(2014)006]，“百宜黑雞高產純繁核心種群選育與示范推廣”[黔農科院院專項(2014)038]；市院地合作項目“喀斯特地形山地肉雞養殖技術推廣”[院地農科合字(2014)10]

朱麗莉(1984-)，女，四川成都人，副研究員，碩士，從事家禽遺傳育種研究，E-mail: zhuerms@163.com，*為通訊作者：伍革民，E-mail:wgmabcdef@163.com。

S831

A