分子遺傳標記在家畜育種中的應用探究

摘 要：分子遺傳標記利用基因組中的遺傳多態性DNA、RNA序列作為遺傳標記對基因遺傳的傳遞過程進行追蹤。文章探討了分子遺傳標記在家畜育種中的應用，主要分析了RFLP、AFLP、STRs等分子遺傳標記技術，以及分子遺傳標記技術在分子育種、遺傳多樣性分析、遺傳圖譜構建與抗病選育中的具體應用。

關鍵詞：分子遺傳標記；家畜育種；應用探究

家畜育種是改良家畜群體的關鍵基礎手段。通過家畜育種，能夠有效提高家畜的生產性能，使家畜相關產品的產量得到提高，如肉、蛋、毛等產品產量，從而提高飼料的轉化效率，降低家畜產品生產成本。在提高產品質量、滿足市場需求方面，家畜育種也起到重要作用。家畜育種也能夠改善家畜品種的抗病能力，減少疾病個體。由此，家畜育種行為能夠促進經濟效益的提升，實現疾病有效防控，在環境保護、遺傳資源與生物多樣性保護等方面都起到重要作用。

1 分子遺傳標記

分子遺傳標記技術主要有限制性片段長度多態性（Restriction Fragment Length Polymorphism，RFLP）、擴增片段長度多態性（Amplified Fragment Length Polymorphism，AFLP）、微衛星標記（Simple Sequence Repeats，STRs）三種，其中RELP以分子雜交為基礎，AFLP、STRs以PCR為基礎，此外還有以DNA測序為基礎的單核苷酸多態性（Single Nucleotide Polymorphism，SNP）。

RELP利用了限制性內切酶的識別與切割能力，基于此識別并切割DNA序列中的特定限制性識別位點，即DNA序列中特定的核苷酸序列，進而產生長度不一的DNA片段。核苷酸的變化會導致識別點位的出現或消失，若識別點位消失，產生的片段為長片段，若識別點位存在，則會產生兩個較短片段，若識別點位僅存在于兩個親本基因中的其中一個，則會產生兩種不同的電泳圖譜[1]。

AFLP將聚合酶鏈反應（Polymerase Chain Reaction，PCR）與RELP相結合，綜合了PCR法的靈敏性特點與RELP的穩定性特點。操作時先使用RELP法進行基因組DNA切割，隨后將DNA片段進行連接，使用PCR法對片段進行擴增，擴增后的片段經電泳分析判斷遺傳多樣性。

STRs是短串聯重復序列，由1～6個核苷酸組成，在基因的非編碼區和編碼區中廣泛分布，因此能夠提供較為全面的基因組遺傳信息。因滑鏈錯配等機制的作用，STRs會發生不穩定重復擴展現象，形成了STRs的多樣性。

上述三種技術從信息量角度考慮，AFLP具有高通量特性，能夠提供的信息量更多，從靈敏度角度考慮，AFLP也能提供較高的靈敏度，但AFLP是操作復雜度最高的技術。RELP技術是第一代分子遺傳標記技術，在信息量、靈敏度上都落后于AFLP與STRs，但也有其適用范圍。

2 分子遺傳標記在家畜育種中的應用

2.1 分子育種

分子遺傳標記法在家畜育種中主要通過DNA序列的差異來提高育種效率，也使得家畜育種結果的準確性獲得提升，遺傳改良后代的優良性狀更加穩定[2]。通過分子遺傳標記技術進行連鎖分析，能夠確定特定性狀相關基因在基因組中的具體位置，輔助育種人員研究定位基因功能，并進一步挖掘出能夠對家畜生產性狀產生顯著影響的基因，如家畜生長、肉質、抗病性等。家畜的早期選擇是提高家畜育種效率的關鍵，利用分子遺傳標記技術可以分析家畜幼年時期的遺傳信息，直接進行家畜的早期選擇，確定具有優良遺傳基因的家畜，能夠有效避免表型選擇的誤差。家畜育種中，分子遺傳標記還可以用于輔助雜交設計，通過識別不同品種的遺傳差異進行最佳雜交組合設計，進而提高雜交家畜的生產性能。此外，分子遺傳標記可以追蹤特定的性狀遺傳，育種者可以根據這種遺傳來分析基因在品種改良中起到的作用，并進行基因的流動管理，限制不良基因在繁育種群中的擴散。也可以利用分子標記進行基因的篩選和淘汰，改良家畜品種。

RELP、AFLP、SNP、STRs等都是廣泛應用于家畜分子育種中的分子遺傳標記技術。在家畜分子育種中，這些分子遺傳標記技術可以幫助育種者進行繁育種群目標經濟性狀的定位。以經濟動物羊為例，體重、產肉量、肉質、脂肪含量、繁殖性能等都是重要的經濟性狀，利用分子遺傳標記技術能夠有效定位這些經濟性狀，并進行進一步的選育，具體內容如表1所示。經濟動物牛的分子遺傳標記中，可以利用這一技術進行選擇性育種，提高牛種群的生產力與抗病性，以牛產乳為例，相關基因與標記具體內容如表2所示。

2.2 遺傳多樣性分析

群體內個體遺傳特征的差異被稱為遺傳多樣性，家畜的遺傳多樣性表現為DNA序列的多態性、基因表達水平差異或表型變異。在分析家畜遺傳多樣性時，利用分子遺傳標記能夠進行直接的遺傳變異測定，并輔助研究人員判斷群體的遺傳結構與進化歷程。通過家畜遺傳多樣性的分析，育種者可以評估育種資源質量，選擇具有優良性狀的家畜進行繁育。也能夠輔助育種者識別具有高遺傳多樣性的個體，將其作為育種親本使用[3]。遺傳結構與進化歷程的識別可以形成對家畜群體的近交監測，以避免育種近交導致群體衰退。在雜交育種方面，家畜遺傳多樣性也發揮著重要作用，可以用于雜交育種研究，培育新品種。

2.3 抗病選育

家畜育種中的抗病選育是確保家畜群體健康的關鍵途徑，在育種中通過識別健康個體及健康個體與疾病抗病性相關的遺傳變異基因進行進一步繁殖。將分子遺傳標記技術應用于家畜抗病選育中可以通過QTL定位與基因組選擇技術實現。首先對疾病相關的基因與變異及時進行識別或預測，基于已知基因采用分子標記技術進行篩選。QTL可以進行抗病基因的精細定位，基因組選擇能夠準確預測個體的抗病性能。通過基因的選育可以有效改良家畜品種，積累抗病基因或培育抗病新品種。以羊泰勒蟲病診斷為例，可根據羊泰勒蟲表面蛋白基因開發出相應的分子標記，結合PCR擴增實現有效診斷。后續在羊生產性能與健康品種選擇中，可以利用這一方法進行疾病的快速診斷，識別處理感染個體以保持羊群健康，或選擇具有抗羊泰勒蟲病信息的個體進行繁殖。此外還有利用基因敲入、基因敲除、基因編輯的遺傳修飾技術，通過精確控制基因表達，可以在不影響動物整體健康和福利的前提下，提高其經濟性狀。例如，通過基因編輯技術，可以在綿羊中引入特定的疾病抗性基因，從而減少對抗生素的依賴，這對于提高動物健康和食品安全都具有重要意義[4]。

結語

本研究分析了分子遺傳標記技術在家畜育種中的具體應用，討論了RELP、AFLP、STRs等分子遺傳技術的應用范圍與應用條件。利用分子遺傳標記，育種者可以進行家畜目標性狀的早期選擇，評估育種資源的優良程度，對個體優良性狀進行有效識別與特定性狀的遺傳跟蹤，也可以利用相關技術輔助雜交設計，培育更具經濟效益、抗病性的雜交個體。進而提高家畜的生產性能，實現對家畜資源多樣性的保護與品種的改良，促進家畜的經濟效益提升。

參考文獻：

[1]楊建琦，龔一鳴，江炎庭，歐陽依娜，洪瓊花，儲明星.山羊BPTF基因多態性與產羔性能的關聯分析[J].中國草食動物科學，2022，42（4）：23-2660.

[2]馮娜，曹凱鑫，劉小東，李宜璇.DNA分子標記技術及其在羊育種中的應用研究[J].現代畜牧獸醫，2024（7）：80-84.

[3]馬敏彪，武利恒，丁琳，金慧佳，趙麗莉，曹丁壬，王爭光.基于SNP分子標記的湖羊群體遺傳結構分析[J].畜牧與獸醫，2024，56（6）：1-8.

[4]王維英，周玉青，楊濤，孫武，馬世科，金夏陽，馬曉涓.藏綿羊多胎性狀育種：遺傳基礎、分子標記應用及未來發展策略[J].青海科技，2024，31（2）：86-91.

收稿時間：2024-02-26

作者簡介：劉一錕（2004—），女，本科。研究方向：動物遺傳育種與繁殖。