大白豬ESR基因多態性與繁殖性狀的相關性研究

胡閃耀，姜佳佳，楊 華，毛 翠，毛慧敏，王利通，王國水，左 波*

（1.華中農業大學動科動醫學院，湖北 武漢 430070；2.浙江天蓬集團有限公司，浙江 江山 324111；3.湖北省畜禽育種中心，湖北 武漢 430072）

大白豬ESR基因多態性與繁殖性狀的相關性研究

胡閃耀1，姜佳佳2，楊 華3，毛 翠2，毛慧敏2，王利通2，王國水2，左 波1*

（1.華中農業大學動科動醫學院，湖北 武漢 430070；2.浙江天蓬集團有限公司，浙江 江山 324111；3.湖北省畜禽育種中心，湖北 武漢 430072）

豬產仔數是重要的經濟性狀，提高產仔數可以增加豬肉的產量，為養豬業帶來巨大的經濟效益。該研究以美系大白豬（633頭）和法系大白豬（963頭）為研究對象，利用PCR-RFLP技術對ESR基因的多態性進行檢測，并進行關聯分析。研究結果表明：在美系和法系大白豬中均檢測到ESR基因存在3種基因型（AA、AB和BB基因型）；在美系和法系大白豬中，初產和經產母豬ESR基因BB基因型個體的總產仔數、健仔數和初生窩重均顯著高于AB基因型和AA基因型個體（P＜0.05）。綜合來看，ESR基因變異對美系和法系大白母豬的產仔數和初生窩重具有顯著的遺傳效應，可以應用于大白母豬產仔數的標記輔助選擇。

豬；ESR；單核苷酸多態性；關聯分析

1 前言

雌激素受體（Estrogen receptor，ESR）是一種配體激活轉錄因子家族中的核酸受體，具有轉錄調控蛋白質的生物功能，還可以影響雌激素基因在雌性脊椎動物體內的表達與調控。另外，雌激素與雌激素受體結合后對雌性動物繁殖周期中卵泡的生長發育具有重要作用。因此，Rothschild等將ESR基因作為影響豬產仔數的候選基因進行研究，并首次在不同豬種中發現了一個PvuⅡ酶切位點存在多態性，與母豬產仔數顯著相關[1]。肖璐等人（1997）的研究也發現，在梅山豬、二花臉豬、大白豬、長白豬和杜洛克豬群體中均能檢測到ESR基因PvuⅡ酶切位點存在多態性分布[2]。經過專家學者們多年的研究發現，ESR基因的PvuⅡ酶切位點多態性與豬的繁殖性狀存在顯著的關聯性，在多個豬種中BB基因型個體的總產仔數和產活仔數都顯著高于AB和AA基因型個體[3-4]。目前，ESR基因已經被認定為影響豬繁殖性狀的一個候選基因，并在豬育種中得到應用，為提高母豬產仔性能做出了巨大貢獻。本實驗在大白豬中研究ESR基因對母豬繁殖性狀的影響，旨在為ESR基因在育種中的應用提供更多的理論基礎。

2 材料與方法

2.1 實驗材料

美系大白豬633頭、法系大白豬963頭和6月齡法系大白豬組織樣9頭（采自浙江開盛生態農業發展有限公司）。基因組DNA采用血液基因組DNA中量提取試劑盒（離心柱型）提取，于-80 ℃超低溫冰箱中保存。

2.2 基因型檢測

本研究主要利用PCR-RFLP技術進行基因分型，所用引物根據Short T H（1997）發表的引物序列合成引物：（F）5′--CCTGTTTTTAC AGTGACTTTTACAGAG--3′，（R）5′--CACTTCGAGGGTCAGTCCA ATTAG--3′。

PCR反應體系為20 μL，包含以下成分：Sense primer（10 μM），0.5 μL；Antisense primer（10 μM），0.5 μL；ddH2O，8.0 μL；DNA，1.0 μL；2×Es Taq MasterMix（含染料），10.0 μL。反應程序為：94℃，4 min；34個循環（94℃，30 s-Tm，40 s-72 ℃，根據片段長度有所不同，1 000 bp按30 s設計）；72 ℃，5 min；25 ℃，1 min。PCR產物利用1.5%的瓊脂糖凝膠電泳檢測。

酶切反應體系為20 μL，其中PCR production，10.0 μL； FastDigestPvuII，1.0μL；10×FastDigest Green Buffer，2.0 μL；ddH2O，7.0 μL。37 ℃消化30 min，然后利用3.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測并拍照保存圖片，統計基因型。

2.3 基因效應分析

本研究所采用模型為：Tijkl=μ+Gi+Fj+Yk+Pl+Am+eijklm，Tijkl為性狀表型值，μ為平均值，Gi為基因型效應（包括基因加性效應和顯性效應）；Fj、Yk、Pl、Am為固定效應，分別為家系、季度、胎次、場次效應，eijklm為殘差效應。采用SAS軟件GLM模型自編程序完成。同時采用reg程序計算基因加性效應和顯性效應，并進行顯著性檢驗。

3 結果與分析

3.1 ESR基因的PCR-PvuIIRFLP多態性檢測

ESR基因PCR產物長120 bp，如圖1所示；用PvuII內切酶酶切后會產生55 bp和65 bp的片段，切開的片段與PCR產物長度相差較短，故采用3%的瓊脂糖凝膠進行電泳檢測。結果如圖2所示，酶切后產生3種基因型分別為：AA型（120 bp），BB型（55 bp+65 bp），AB型（120 bp+65 bp+55 bp）。由于切開的兩個片段只相差10 bp，所以圖2中55 bp和65 bp的片段未能分離。

圖1 ESR基因PCR電泳結果

圖2 ESR基因PCR-PvuII-RFLP酶切分型結果

表1 大白豬ESR基因PvuII-RFLP基因型頻率和等位基因頻率

表2 ESR基因PvuII多態性與美系大白豬繁殖性狀的關聯分析

表3 ESR基因PvuII多態性與法系大白豬繁殖性狀的關聯分析

3.2 ESR基因在大白豬群體中的基因頻率

本研究主要在美系和法系大白豬群體中對PvuII酶切位點的多態性進行檢測，在兩個群體中均檢測到3種基因型，基因頻率及分布情況如表1所示。

從表1可以看出，在兩個群體中A等位基因和B等位基因的頻率都比較接近，相差不大，B等位基因在法系大白豬群體中的分布頻率略高于美系大白豬。

3.3 ESR基因多態性與大白豬繁殖性能的關聯分析

對ESR基因多態性位點不同基因型與美系和法系大白豬的繁殖性能進行關聯分析，結果分別見表2和表3。

由表2關聯分析結果顯示，ESR基因的多態性與總產仔數、出生窩重和健仔數間存在顯著的關聯性。在初產美系大白豬群體中，BB基因型個體的總產仔數和出生窩重都顯著（P〈0.05）高于AB、AA基因型個體；在經產美系大白豬中，BB基因型個體的總產仔數、初生窩重和健仔數均顯著（P〈0.05）高于AA基因型個體。

從表3可以看出，ESR基因的多態性與總產仔數和健仔數間存在顯著的關聯性。在初產和經產法系大白豬群體中，BB基因型個體的總產仔數和健仔數都顯著（P〈0.05）高于AA基因型個體；BB基因型個體的初生窩重雖高于AB、 AA基因型個體，但差異并不顯著。分析結果說明，在美系和法系大白豬中，B等位基因都是提高總產仔數和健仔數的有利等位基因。

4 討論

ESR基因是早期發現與母豬繁殖性能相關的候選基因之一，大量研究也證明該基因的PvuII酶切位點多態性對母豬繁殖性能具有顯著影響。本研究利用PCR-PvuII-RFLP技術對ESR基因在美系大白和法系大白豬群體中的多態性進行檢測，基因頻率統計結果顯示，在美系和法系大白豬中A、B等位基因的頻率都比較接近，相差不大。關聯分析研究發現，ESR基因對初產和經產大白母豬的繁殖性能有顯著影響。

在美系大白豬中，BB基因型個體總產仔數、健仔數和初生窩重均高于AB型個體和AA型個體。且在初產母豬群體中，不同基因型個體間的總產仔數和初生窩重差異達到顯著水平（P〈0.05），而健仔數差異不顯著；在經產母豬中，3個基因型個體間的總產仔數和健仔數差異顯著（P〈0.05），而初生窩重差異不顯著。在法系大白母豬中，BB基因型個體的總產仔數、健仔數和初生窩重也都高于AB和AA基因型個體，且在初產和經產母豬中，各個基因型個體間的總產仔數和健仔數差異都達到顯著水平（P〈0.05），而初生窩重則差異不顯著。

對比可以發現，AA、AB和BB基因型個體的健仔數及初生窩重，會因胎次和品系不同而導致差異顯著性不盡一致，但整體上B等位基因對總產仔數、健仔數和初生窩重的加性效應是一致的。本研究結果與部分報道的研究結果一致[5-10]，即B等位基因對提高母豬的繁殖性能為有利等位基因。由此證明，ESR基因的B等位基因對提高美系和法系大白母豬的繁殖性能為有利等位基因，可以在今后的育種工作中優先選留AB和BB基因型個體，從而提高母豬整體的繁殖性能。

[1] ROTHSCHILD M F，MESSER L A，VINCENT A.Molecular approaches to improved pig fertility[J].Journal of reproduction and fertility. Supplement，1996，52：227-236.

[2] 肖璐，李寧，陳永福，等.豬雌激素受體(ESR)位點RFLPs的分析[J].遺傳，1997(S1)：32-34.

[3] 蘭旅濤，周利華，李琳，等.3個外來種豬群ESR基因位點多態性及其與繁殖性能相關性分析[J].江西農業大學學報，2006，28(1)：115-118.

[4] 李千軍，王立剛，穆淑琴，等.ESR、FSHβ及OPN基因多態性與母豬繁殖性狀的關聯分析[J].中國畜牧獸醫，2010，37（10）：139-143.

[5] 劉嬋娟.豬ESR和FSHβ基因的遺傳變異及其與繁殖性能關系的研究[D].泰安：山東農業大學，2007.

[6] W ZHEN-FANG W U，DE-WU L I U，QING-LAI W，et al.Study on the association between estrogen receptor gene (ESR) and reproduction traits in Landrace pigs[J].Acta genetica sinica，2006，33(8)：711-716.

[7] 魯紹雄，胡曉湘，連林生，等.撒壩豬ESR和FSH-β基因多態性及其與產仔數的關聯分析[J].云南農業大學學報：自然科學版，2009，24(3)：389-393.

[8] 李傳鋒.三個豬種ESR，PRLR及FSH-β基因多態性及與繁殖性狀關聯分析[D].大慶：黑龍江八一農墾大學，2015.

[9] 黃雪根，葉蘭，劉楷，等.蘇太豬ESR基因多態性及其與繁殖性能的關聯分析[J].中國畜牧獸醫，2010(12)：142-145.

[10] 燕志宏，毛同輝，馮文豪.宗地花豬ESR，FSHβ基因的多態性及其對繁殖性能的影響[J].貴州農業科學，2010，38(7)：134-137.

2017-04-06）

本項目受到國家科技支撐計劃（項目編號：2014BAD20B01）、浙江省重大科技專項（項目編號：2014C02010）、中央高校基本科研業務費專項（項目編號：2014PY038；2662016PY012）資助

胡閃耀（1988-），男，碩士，主要從事動物遺傳育種與繁殖方面研究，E-mail：shy907530102@qq.com

*通訊作者：左波，華中農業大學，動科動醫學院教授，E-mail：zuobo@mail.hzau.edu.cn