BMP15基因對雞生產性能影響的研究進展

李洪林 彭瓊 彭中友 喬艷龍 支銳

摘要：骨形態發生蛋白15 （BMP15）作為轉化生長因子-B超家族成員之一，該基因由2個外顯子和1個較長的內含子組成，近幾年研究發現，該基因對雞生產性能有著重要影響。主要介紹了BMP15基因的結構，并歸納總結BMP15基因對雞卵泡發育、基因多態性、體尺等雞生產性能影響的研究進展，以期為研究BMP15基因對雞生產性能的影響方面提供參考。

關鍵詞：BMP15;雞;生產性能;卵泡;基因多態性

雞生產性能直接影響養雞業的生產能力和經濟效益。隨著養雞業的迅猛發展和分子生物學技術的不斷提高，一些影響雞生產性能的候選基因也相繼被發現。近年來的研究發現，骨形態發生蛋白15（以下簡稱BMP15）基因表達參與或影響牛、小鼠、魚、綿羊、兔等動物的卵泡合成、生殖、激素合成等。李平等研究貴州黑山羊BMP15基因多態性與產羔數關聯性分析發現，貴州黑山羊群體BMP15基因C6260G位點存在CC、GC、GG三種基因型，屬于中度多態，其多態性與貴州黑山羊產羔數顯著關聯（P<0.05）lll。王翔宇等研究發現，BMP15和GDF9基因相關突變可以造成小鼠繁殖力降低或不育[2]。Abadjieva等研究發現BMP15基因可影響家兔卵泡的發育[3];劉志偉通過異育銀鯽卵巢組織試驗證明，BMP15可以促進卵母細胞的發育，尤其是參與調控卵細胞的早期發育，且BMP15基因與GDF9基因協同作用誘導顆粒細胞的有絲分裂，可刺激卵泡細胞生長及卵丘細胞增殖和成熟[4]。另有研究發現，BMP15基因對雞卵泡發育、優質卵泡選擇及排卵等都有重要作用，并對雞體尺發育、蛋重、產蛋數等生產性能有重要影響[5-6]。本文較為全面地綜述了BMP15基因對雞生產性能的影響，以期為BMP15基因在雞分子育種、生產性能等方面提供科學依據。

一、BMP15基因的結構與表達

通過NCBI （National Center for Biotechnology informa-tion）檢索發現，雞的BMP15基因長度為2866bp，定位于4號染色體上，由2個外顯子和1個較長的內含子組成，共編碼351個氨基酸。在對淮南麻黃雞、思州雞等的BMP15基因多態性檢測中發現其存在多個突變位點[7]。BMP15基因轉錄的BMP15蛋白作為一種卵母細胞分泌因子，主要通過旁分泌調控顆粒細胞生長、分化，促進卵泡的早期發育，參與排卵卵泡的選擇，最終影響排卵數，研究發現其生物學功能是在胞外結合卵母細胞周圍顆粒細胞/鞘細胞膜上的特異性受體表達，可通過影響固醇激素的合成反應中的關鍵酶類的表達，參與E2和P4生成的調控，其表達對卵泡發育、優質卵泡選擇及排卵等有重要作用[8-9]。

二、BMP15基因對雞卵泡發育和成熟的影響

李金秋等通過研究BMP15基因對雞卵泡顆粒細胞增殖及孕酮合成的影響發現，BMP15通過上調顆粒層中的基因表達等方式，從而達到抑制雞卵泡顆粒細胞增殖和促其分化、抑制表皮生長因子（EGF）誘導的顆粒細胞增殖和促進促卵泡生成素（FSH）誘導的孕酮合成等效果，對雞等級前卵泡、排卵前卵泡等均有調控作用[10];姚國瑜等在研究BMP15基因在淮南麻黃雞和邵伯雞群體的卵泡膜層和顆粒層中的表達模式及差異中發現，BMP15在雞的卵泡發育過程中的表達存在差異性，整個卵泡發育周期均為先上調后下降的表達趨勢，表達的最高峰為小黃卵泡時期，且顯著高于其他時期的表達量，在24周時不同時期卵泡的表達量均顯著高于43周[11];梁桂桃等通過熒光定量PCR的驗證與BMP15在雞卵巢中表達量分析發現，雞未開產和開產卵巢中BMP15基因表達差異顯著，由此初步推測BMP15基因或許為寧都三黃雞母雞性早熟特色基因的候選基因[12]。Han等通過對400只萊蕪黑雞進行測序發現了3個SNPs位點，且BMP15基因在卵泡中的表達量大小依次為：4mm >6-8mm> 15-19mm>23-29mm>33-34mm。其中，4mm和6-8mm直徑卵泡的mRNA水平顯著升高并且顯著高于其他卵泡（P<0.01）[13]。結果表明，BMP15在卵巢發育過程中起著重要作用。

三、BMP15基因對雞產蛋性能的影響

產蛋性能是影響養禽業經濟效益的重要指標之一。研究發現BMP15基因外顯子、內含子區域都含有SNPs位點，經過與蛋重、產蛋數、蛋白高度等產蛋性能關聯性分析發現，這些SNPs位點與多個地方雞種的產蛋性能有關。粟朝芝等在百宜黑雞BMP15基因的內含子區域中共發現了7個SNPs，通過遺傳學分析發現，其中有6個SNPs位點屬于中度多態，只有g.1527C>T位點屬于低度多態，通過對百宜黑雞產蛋數、蛋重等繁殖性能與SNPs位點的關聯性分析發現，BMP15基因有2個SNPs位點對百宜黑雞產蛋性能具有較大的遺傳效應，其中g.473A>C對蛋重有顯著影響（P>0.05），g.1527C>T對產蛋總數有顯著影響（P>0.05）[14]李洪林等在思州雞BMP15基因第1外顯子中發現4個SNPs位點，通過對思州雞蛋白高度、蛋長徑等蛋品質與SNPs位點的關聯性分析發現，BMP15基因第一外顯子中397C/T位點、612C/T位點對其蛋白高度、哈氏單位、蛋黃重、蛋長徑有顯著影響（P >0.05）[15]：王巧等在對一個地方雞種的BMP15基因2個外顯子的多態性分析中共發現了13個SNPs，其中，第一外顯子4個，第二外顯子9個，II個為無異議突變，其余為第一外顯子的C34T突變使亮氨酸變為苯丙氨酸，第二外顯子G540A突變使甘氨酸變為絲氨酸，且G540A位點的AA基因型與GA基因型產蛋數有顯著差異（P<0.05）[16];劉紅舉等通過直接測序方法檢測488只五星黃雞H、L系母雞的BMP15基因發現，其2個外顯子中共有13個SNPs，經過SNPs位點與產蛋數的關聯性分析發現，C34T位點對H系產蛋數的影響顯著（P<0.05），CT基因型比TT基因型產蛋數少9.6枚，G540A位點對L系產蛋數的影響顯著（P<0.05），GA基因比AA基因型產蛋數少16.7枚[17]。HUANG等采用DNA測序和PCR-RFLP方法檢測BMP15第一外顯子具有A111G、C231T、C34T等3個SNP，其中C34T導致亮氨酸被苯丙氨酸取代，且關聯分析結果表明，C34T對300日齡和初產日齡蛋雞的產蛋量有影響[18]。

四、BMP15基因對雞其他生產性能的影響

環境、營養、遺傳等因素均可影響雞的生產性能，研究表明BMP15基因對雞生產性能有影響。BMP15基因具有多態性，其多態性對不同雞種和同一雞種不同品系的開產體重、開產日齡等生產性能的影響不同。婁秋宏等檢測到京海黃雞BMP15基因有4個突變位點，將突變位點與其生長及繁殖性狀進行關聯性分析發現，g.474A>G位點的AG基因型個體6周齡體重顯著低于AA、GG基因型個體（P<0.05）[19];金恒等以195個純種寧都黃雞母雞群體樣本為試驗材料，以BMP15基因為候選基因，在對BMP15基因兩個外顯子直接測序時發現12個SNPs突變位點，與寧都黃雞兩批次群體生長、繁殖性狀關聯分析發現c.633C>T與開產冠高、開產冠長和開產體重極顯著或顯著相關[20];王賽賽等為了分析BMP15在雛雞和成年雞主要器官中表達水平，采用RT-PCR方法分析BMP15在雛雞、成年雞主要器官中的表達情況，結果表明，BMP15在成年雞母雞各器官均有表達，公雞僅肝中有表達，BMP15在成年雞表達水平顯著高于雛雞（P< 0.05）[21]。

五、小結

BMP15基因的結構與功能已被研究了數十年，大量研究結果表明，BMP15基因對雞的卵泡發育、產蛋個數、開產日齡等方面都有一定影響。通過對BMP15基因在不同雞種、品系和群體中的研究，可以把BMP15基因作為候選基因對雞繁殖性狀進行標記輔助選擇，利用現代生物技術對特定基因進行合理改造是快速獲得高繁殖力動物的有效手段，通過基因組編輯技術對雞的BMP15基因序列進行精確的遺傳修飾，以此縮短育種周期，并提高選擇準確性。對雞品種、品系的選擇與改良都有著重要的意義。

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