山羊多胎主效基因的研究進(jìn)展

黃元射，毛景欣，胡煜，陳敏*

（1.西南大學(xué)，重慶 北碚400715；2.安順學(xué)院，貴州 安順 561000）

1 山羊主要的多胎主效基因GDF9、BMP-15

1.1 生長(zhǎng)分化因子9（GDF9） GDF9屬于轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β，是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)由卵母細(xì)胞分泌的生長(zhǎng)因子，它通過旁分泌方式對(duì)卵泡的生長(zhǎng)分化起重要作用。生物信息學(xué)分析表明，GDF9序列全長(zhǎng)5508 bp，由兩個(gè)外顯子組成，第一外顯子長(zhǎng)397bp，第二外顯子長(zhǎng)965 bp，共編碼453個(gè)氨基酸，中間被1 123 bp的內(nèi)含子隔開。

1.1.1 GDF9基因C183A突變 C183A多態(tài)性位點(diǎn)位于GDF9基因上，呈C/A二態(tài)性，在群體中組成A/A、A/C及C/C 3種不同的基因型。C183A突變位點(diǎn)的基因型對(duì)濟(jì)寧青山羊和魯北白山羊的產(chǎn)羔數(shù)沒有顯著影響，但對(duì)單胎品種沂蒙黑山羊的產(chǎn)羔數(shù)有顯著影響（P＜0.05），各基因型效應(yīng)值依次為CC（1.17149）＞AA（1.0897）＞AC（1.0577）。

1.1.2 GDF9基因G1189A突變 G1189A多態(tài)性位點(diǎn)位于GDF9基因上，呈G/A二態(tài)性，在群體中組成A/G、A/A及G/G 3種不同的基因型。根據(jù)對(duì)不同山羊品種中G1189A突變位點(diǎn)的研究，推測(cè)G1189A對(duì)不同品種產(chǎn)羔數(shù)的影響模式不同。

1.1.3 GDF9基因外顯子2第G792A處突變 SSCP分析結(jié)果顯示[1]，GDF9基因外顯子2某擴(kuò)增片段具有單核苷酸多態(tài)性，共有3種基因型，分別為AA、AG和GG型。GG型和AA型相比有一處單核苷酸堿基突變，即外顯子2第792bp處有1個(gè)G→A的單堿基突變，并且導(dǎo)致纈氨酸變?yōu)楫惲涟彼帷?/p>

1.1.4 GDF9基因外顯子2第A127G處突變 對(duì)西農(nóng)莎能奶山羊GDF9基因的研究發(fā)現(xiàn)[2]，AA基因型和GG基因型相比存在一處突變，即位于擴(kuò)增片段127bp處的 A→G突變。不同品種的山羊，突變的作用機(jī)制有所不同。

1.1.5 GDF9基因外顯子2第G814A處突變 對(duì)濟(jì)寧青山羊、薩能奶山羊、關(guān)中奶山羊、南江黃羊、布爾山羊和黃淮山羊共6個(gè)品種山羊的GDF9基因外顯子2的部分序列進(jìn)行PCR-SSCP分析[3]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3種基因型，分別為AA、AB和BB型；測(cè)序結(jié)果表明GDF9基因外顯子2第814bp處有1個(gè)G→A的單堿基突變，該突變導(dǎo)致第272位氨基酸由纈氨酸變?yōu)楫惲涟彼帷?/p>

1.2 骨形態(tài)發(fā)生蛋白15（BMP-15） BMP-15也稱為GDF-9B，屬于轉(zhuǎn)移生長(zhǎng)因子-β（TGF-β）超家族成員之一。主要由卵母細(xì)胞分泌，以劑量敏感的方式影響早期卵泡的生長(zhǎng)和分化[4]，從而具有提高綿羊、山羊排卵數(shù)的作用。

1.2.1 BMP-15基因FecXB突變體 采用RFLP和SSCP技術(shù)檢測(cè)BMP-15基因中綿羊高繁殖力突變類型——FecXG、FecXB在貴州白山羊中的分布。結(jié)果表明，在貴州白山羊樣品中沒有檢測(cè)到BMP-15基因的FecXG突變，說明該突變?cè)谫F州白山羊中的自然發(fā)生率非常低；在貴州白山羊高產(chǎn)母羊和公羊中檢測(cè)到了BMP-15的FecXB突變，以雜合的AB基因型存在，低產(chǎn)母羊中沒有檢測(cè)到該突變，提示BMP-15基因的FecXB突變可能是影響貴州白山羊繁殖力的因素之一[5]。

1.2.2 BMP-15基因A901G突變位點(diǎn) 應(yīng)用熒光-構(gòu)象敏感凝膠電泳技術(shù)和DNA測(cè)序技術(shù)，搜索外顯子的SNPs，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在山羊BMP-15基因編碼序列901bp處發(fā)生了A→G單堿基突變，該突變使得第301位氨基酸殘基由絲氨酸變?yōu)楦拾彼?，在編碼區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)其他突變。

1.2.3 BMP-15基因G963A、G1050C突變位點(diǎn) 經(jīng)X2適合性檢驗(yàn)，濟(jì)寧青山羊BMP-15基因G963A、G1050C兩突變位點(diǎn)的引物擴(kuò)增片段沒有達(dá)到Hardy-Weinberg平衡狀態(tài)。研究結(jié)果表明，BMP-15基因可能是濟(jì)寧青山羊高產(chǎn)羔數(shù)的主效基因[6]。

2 山羊的其他多胎主效基因ESR、GnRH、FSHR、FSH-β、INH、PRLR

2.1 雌激素受體基因（ESR） 雌激素受體基因可促進(jìn)卵巢顆粒細(xì)胞的增生，是維持卵泡正常生長(zhǎng)所必需的，對(duì)動(dòng)物的生殖功能發(fā)揮著重要作用。對(duì)ESR基因外顯子1部分序列進(jìn)行PCR-SSCP分析，結(jié)果表明ESR基因型效應(yīng)對(duì)產(chǎn)羔性狀的影響是顯著的（P＜0.05），不同群體的ESR基因型效應(yīng)對(duì)產(chǎn)羔性狀的影響是一致的。

2.2 促性腺激素釋放激素基因（GnRH） 促性腺激素釋放激素是下丘腦分泌產(chǎn)生的神經(jīng)激素，對(duì)哺乳動(dòng)物的繁殖過程具有調(diào)控作用。SSCP分析結(jié)果顯示[2]，某擴(kuò)增片段在西農(nóng)莎能奶山羊和布爾山羊品種中均存在單核苷酸多態(tài)性。

2.3 促卵泡素基因（FSHβ） 促卵泡素促進(jìn)顆粒細(xì)胞增生與卵泡液的分泌[7]，并誘導(dǎo)促黃體素LH、催乳素PRL受體生成及芳香化酶生成，刺激雌二醇的合成與釋放，從而協(xié)調(diào)控制配子細(xì)胞的發(fā)育和成熟。哺乳動(dòng)物卵泡刺激素一般由α和β兩種亞基組成。α亞基為FSH、LH、TSH所共有，F(xiàn)SH行使生物功能主要依賴于β亞基的特異作用。常見家畜的FSHβ亞基長(zhǎng)度均為111個(gè)氨基酸，而且氨基酸序列在幾種動(dòng)物之間具有很強(qiáng)的保守性。張玉龍等[8]選用徐淮山羊作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，對(duì)FSHβ第2外顯子進(jìn)行擴(kuò)增、測(cè)序、序列對(duì)比和PCR-SSCP檢測(cè)，結(jié)果表明徐淮山羊FSHβ基因有AA、AB和AC 3種基因型，認(rèn)為FSHβ基因可能是控制徐淮山羊多胎性能的一個(gè)主效基因。

2.4 促卵泡素受體基因（FSHR） FSHR的10個(gè)外顯子中，第10外顯子編碼胞內(nèi)域和跨膜域，胞外域則由第1～9外顯子編碼[6-7]。FSHR基因的第10個(gè)外顯子特征有可能作為雙胎性狀的標(biāo)記基因，而且標(biāo)記的結(jié)果也比較明確，即雙胎性狀與候選基因的多態(tài)（突變）性狀呈正相關(guān)關(guān)系。對(duì)FSHR基因第10外顯子的部分序列進(jìn)行SSCP檢測(cè)，結(jié)果表明FSHR基因是控制濟(jì)寧青山羊多胎性狀的主效基因之一，或是與之存在緊密遺傳連鎖關(guān)系的分子標(biāo)記[3]。對(duì)冀中山羊FSHR基因第10外顯子的部分序列進(jìn)行PCRSSCP基因型判定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了兩種基因型：AB型和AA型，高產(chǎn)群和普通群體的AA基因型頻率都比相應(yīng)的低產(chǎn)群要低[9]。

2.5 抑制素基因（INH） 采用PCR-SSCP技術(shù)分析了大足黑山羊和南江黃羊的INHα亞基基因外顯子1和2的部分序列的多態(tài)性，結(jié)果表明外顯子1內(nèi)沒有多態(tài)性位點(diǎn)，外顯子2內(nèi)產(chǎn)生了3種基因型，INHα外顯子2有可能作為山羊多胎性標(biāo)記的候選基因片段[10]?；瑖?guó)華等[11]利用PCR-SSCP、PCR、RFLP和克隆測(cè)序等方法對(duì)山羊抑制素α亞基基因編碼區(qū)的一個(gè)片段進(jìn)行多態(tài)性分析，結(jié)果顯示：INHA可能是影響山羊產(chǎn)羔數(shù)性狀的一個(gè)主效基因，G等位基因可能與高產(chǎn)性狀呈正相關(guān)。

2.6 催乳素受體基因（PRLR） 熊偉等[12]分析了海門山羊PRLR基因2個(gè)基因位點(diǎn)的遺傳變異，結(jié)果表明在海門山羊群體中，PRLR基因內(nèi)含子2的3種基因型（CC、CD、DD）對(duì)海門山羊產(chǎn)羔數(shù)的影響達(dá)到了極顯著水平（P＜0.01），并且CC＞CD＞DD；PRLR基因內(nèi)含子2的DD型和CC型在第35個(gè)堿基處有一處A→G的突變，可以推測(cè)，PRLR基因內(nèi)含子2的等位基因C對(duì)海門山羊產(chǎn)羔數(shù)有正向作用，而D則有負(fù)向作用。

3 問題與展望

由于目前國(guó)內(nèi)外對(duì)山羊多胎品種及多胎性狀分子遺傳機(jī)制的研究報(bào)道比較少，因而對(duì)山羊多胎主效基因的研究與發(fā)現(xiàn)也進(jìn)展緩慢。多胎候選主效基因的發(fā)現(xiàn)與鑒定對(duì)種群數(shù)量和品種有一定的要求和差別，再加上多胎候選基因的突變位點(diǎn)只能對(duì)較為單一的山羊品種具有提高排卵或產(chǎn)羔數(shù)的作用，故未能將多胎候選基因普及到廣泛的山羊品種當(dāng)中去。根據(jù)山羊與綿羊同科異屬的特性，借鑒綿羊多胎主效基因，引入山羊多胎主效基因的研究范圍，結(jié)果獲得的促進(jìn)山羊多胎性狀的基因比較少，且能夠促進(jìn)多胎性狀的山羊品種也比較少。部分多胎候選主效基因的研究還不夠成熟，其研究結(jié)果存在較大的分歧。利用PCR-RFLP和PCR-SSCP等標(biāo)記輔助選育方法來研究多胎主效基因，可大大縮短育種時(shí)間，加快育種進(jìn)程，提高育種效率。

[1] 顏泉梅，楊莎，朱廣琴，等.西農(nóng)莎能奶山羊和波爾山羊GDF9基因多態(tài)性與產(chǎn)羔數(shù)的相關(guān)分析[J].中國(guó)獸醫(yī)學(xué)報(bào)，2010，30（10）：1394-1397.

[2]顏泉梅，曹斌云.GnRH和GDF9基因多態(tài)性研究及其與山羊產(chǎn)羔數(shù)的關(guān)聯(lián)分析[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士學(xué)位論文集，2010：6.

[3] 姬云濤，曹斌云.山羊多胎性狀主要候選基因及其表達(dá)量研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士學(xué)位論文集，2007：6.

[4] 崔奎青，朱鵬，劉慶友，等.骨形成蛋白-15基因研究進(jìn)展[J].生物技術(shù)通報(bào)，2012（9）：16-20.

[5]林尖兵，杜智勇，覃成，等.貴州白山羊BMP-15基因多態(tài)性研究[J].畜牧與獸醫(yī)，2007，39（12）：21-24.

[6]焦彩蘭.濟(jì)寧青山羊高產(chǎn)羔數(shù)候選基因BMP-15基因的研究[D].揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文集，2006：6.

[7] 于康，王海濤，張鵬，等.卵泡液微環(huán)境對(duì)卵母細(xì)胞發(fā)育的影響[J].齊魯醫(yī)學(xué)雜志，2011，26（1）：90-92.

[8] 張玉龍，李達(dá)，孫偉，等.徐淮山羊FSHβ基因的多態(tài)性及其與繁殖力的關(guān)聯(lián)分析[J].中國(guó)畜牧雜志，2012，48（23）：17-19.

[9]寧立娜.山羊FSHR基因部分結(jié)構(gòu)DNA序列的特征分析[D].保定：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文集，2006：6.

[10]趙中權(quán)，李周權(quán)，張家驊.INHα亞基基因的多態(tài)性與山羊產(chǎn)羔數(shù)的相關(guān)性分析[J].中國(guó)畜牧雜志，2012，48（5）：11-14.

[11]滑國(guó)華，陳世林，姚紅衛(wèi)，等.山羊抑制素α亞基基因HaeⅡ酶切多態(tài)性及其與產(chǎn)羔數(shù)性狀的關(guān)聯(lián)分析 [J].遺傳，2007，29（8）：972-976.

[12]熊偉.海門山羊3個(gè)基因位點(diǎn)的遺傳多樣性及其與產(chǎn)羔數(shù)的相關(guān)分析[D].揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文集，2008：6.