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豬繁殖性狀主效基因及其合并基因型對(duì)產(chǎn)活仔數(shù)的影響

發(fā)布時(shí)間：

2018-07-02

　　導(dǎo)語：豬的繁殖力是影響豬生產(chǎn)效益的重要因素之一，產(chǎn)仔數(shù)的提高能大幅度增加生豬的產(chǎn)量，給養(yǎng)豬業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。繁殖性狀作為養(yǎng)豬生產(chǎn)的重要經(jīng)濟(jì)性狀，其遺傳力較低，常規(guī)育種方法很難取得較大的遺傳進(jìn)展，而分子育種則為顯著改良產(chǎn)仔數(shù)等低遺傳力性狀提供了有效途徑。雌激素受體(Estrogen receptor, ESR)基因和促卵泡激素β亞基(Follicle-stimulating hormone beta subunit, FSH-β)基因是目前已經(jīng)被證實(shí)的豬產(chǎn)仔數(shù)的主效基因。ESR基因參與雌性脊椎動(dòng)物性腺組織基因的表達(dá)與調(diào)控并改變雌激素基因的轉(zhuǎn)錄，直接影響胚胎著床前的發(fā)育和胚胎的存活，在雌性個(gè)體第二性征和繁殖周期的維持及影響繁殖力的方面起著關(guān)鍵作用。1994年Rothschild等證實(shí)ESR基因存在可以被PvuⅡ內(nèi)切酶識(shí)別的遺傳變異位點(diǎn)，大量研究表明，B基因?yàn)?5?bp和56?bp，A基因?yàn)?20?bp，將ESR基因分為AA、AB和BB?3種基因型。FSH-β基因能夠影響生長卵泡的數(shù)量、刺激卵泡的發(fā)育，并與促黃體素協(xié)同激發(fā)卵泡的成熟、排卵。研究表明，F(xiàn)SH-β有A等位基因500?bp和B等位基因220?bp，共AA、AB和BB?3種基因型[2]。繁殖性狀為多基因控制性狀，對(duì)于多個(gè)候選基因及其合并基因型效應(yīng)的分析，將有助于提高母豬的繁殖性狀。本文檢測(cè)了北京養(yǎng)豬育種中心大白、長白和杜洛克3個(gè)品種ESR和FSH-β的不同基因型，并分析了單基因及合并基因型對(duì)產(chǎn)活仔數(shù)的影響，并將攜帶優(yōu)良基因的個(gè)體應(yīng)用到配套系選育中。

　　1 材料與方法

　　1.1 實(shí)驗(yàn)材料

　　在采集了大白、長白和杜洛克3個(gè)品種共600頭母豬的耳組織，放入75%的酒精中于-20℃保存。同時(shí)收集相關(guān)母豬的產(chǎn)仔數(shù)等資料。DNA提取試劑盒、PCR相關(guān)試劑、內(nèi)切酶、Marker、瓊脂糖、TAE 緩沖液等購自寶生物工程(大連)有限公司(TAKARA公司)。

　　1.2 DNA提取

　　按照DNAiso Reagent*試劑盒說明書提取DNA，-20℃保存。

　　1.3 PCR反應(yīng)

　　ESR引物序列：F-5’-CCTGTTTTTACAGT GACTTTTACAGAG-3’;R-5’-CACTTCGAGGGTC AGTCAGTCCAATTAG-3’。FSH-β引物：F-5’-CCT TTAAGACAGTCAATGGC-3’;R-5’-ACTGGTCT ATTCATCCTCTC-3’。

　　ESR和FSH-β采用相同的反應(yīng)體系:?2×Taq PCRMastermix 12.5?μL，引物各0.5?μL?(?10?μM)?，DNA 1.0?μL,?加H2O至25?μL。

　　FSH-β和ESR采用相同的反應(yīng)條件:?94?℃變性4?min，33次循環(huán)(?94?℃，30?s?;54.5℃，30?s?;72?℃，30?s)?，72?℃延伸5?min。

　　1.4 多態(tài)性檢測(cè)

　　ESR采用PCR-RFLP分析：7.5?μL?PCR?產(chǎn)物加入0.5μLPvuⅡ內(nèi)切酶，1.5?μL 10×Buffer(稀釋液)，5.5μLH2O，共15?μL，37?℃水浴3?h?;酶切產(chǎn)物用2%?瓊脂糖電泳檢測(cè)分型。電泳后在紫外燈下觀察結(jié)果并在凝膠成像系統(tǒng)上照相。FSH-β?等位基因由片段插入組成，經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)PCR?產(chǎn)物即可見多態(tài)性。

　　1.5 數(shù)據(jù)分析

　　對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。不同基因型對(duì)產(chǎn)仔數(shù)的影響用SPSS?17.0軟件中的一般線性模型(GLM)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，GLM為：

　　?y=μ+B+P+E+F+EF+e

　　式中：?y表示產(chǎn)仔數(shù)，?μ表示總體的均值，?B表示品種，?P表示胎次，?E表示ESR基因型，?F表示FSH-β基因型，?EF表示ESR和FSH-β基因的合并基因型，?e表示殘差效應(yīng)。

　　Levene’s檢驗(yàn)用于方差的同質(zhì)性檢驗(yàn)，該檢驗(yàn)是在k-1和N-k的自由度下進(jìn)行的F值統(tǒng)計(jì)量分析，該檢驗(yàn)中k表示樣本分組的大小，?N表示樣本的大小。產(chǎn)仔數(shù)的多重比較用Duncan’s方法。所有數(shù)據(jù)用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 ESR和FSH-β基因多態(tài)性檢測(cè)

　　ESR檢測(cè)到3?種基因型(圖1)：AA?型為一條長約121?bp的條帶;BB型有65?bp和56bp的條帶;AB?基因型為121?bp、65?bp、56bp條帶。FSH-β檢測(cè)到3?種基因型(圖2)：AA?型有一條長約500?bp的條帶，AB?型有一條500?bp的條帶和一條220?bp長的條帶，BB?型有一條220?bp長的條帶。

　　2.2 基因頻率和基因型頻率

　　根據(jù)ESR和FSH-β基因不同基因型在各品種中的檢出個(gè)數(shù)，計(jì)算基因頻率和基因型頻率，結(jié)果見表1。ESR基因在大白、長白和杜洛克3個(gè)品種中均表現(xiàn)AA和AB型較多，BB型最少，A等位基因頻率略高于B等位基因。FSH-β不同基因型在3個(gè)品種中的分布基本與ESR基因一致，AA和AB型較多，BB型最少，A為優(yōu)勢(shì)等位基因。

　　2.3 ESR和FSH-β基因多態(tài)性與產(chǎn)仔數(shù)間的關(guān)系

　　就單個(gè)基因效應(yīng)而言，對(duì)豬產(chǎn)活仔數(shù)的影響見表2。ESR基因?BB基因型對(duì)大白和杜洛克豬的產(chǎn)活仔數(shù)極顯著高于AA和AB型(P<0.01)，長白豬中，BB和AB型產(chǎn)活仔數(shù)極顯著高于AA型(P<0.01)，BB型產(chǎn)活仔數(shù)顯著高于AB型(P<0.05)。3個(gè)品種的產(chǎn)活仔數(shù)具有按照基因型AA、AB、BB遞增的趨勢(shì)，BB型為優(yōu)良基因型。FSH-β基因BB產(chǎn)活仔數(shù)顯著高于AA和AB型(P<0.05)，且極顯著高于AA型(P<0.01)，AB型產(chǎn)活仔數(shù)均顯著高于AA型(P<0.05)。與ESR基因一致，3個(gè)品種的產(chǎn)活仔數(shù)具有按照基因型AA、AB、BB遞增的趨勢(shì)，BB型為優(yōu)良基因型。

　　2.4 ESR和FSH-β基因合并基因型與產(chǎn)仔數(shù)間的關(guān)系

　　利用一般線性模型對(duì)ESR和FSH-β基因合并基因型對(duì)各品種產(chǎn)活仔數(shù)進(jìn)行分析(表3)，ESR和FSH-β基因合并后存在9種合并基因型，由表3可以看出，在大白、長白和杜洛克3個(gè)品種中，BBBB型產(chǎn)活仔數(shù)均顯著高于其他合并基因型(P<0.05)，為最優(yōu)合并基因型;AAAA型產(chǎn)活仔數(shù)顯著低于其他合并基因型(P<0.05)，為最劣合并基因型。其他中間合并基因型表現(xiàn)出類似單基因的效應(yīng)，如杜洛克產(chǎn)活仔數(shù)AAAA型為8.79頭，ABAA型為9.69頭，BBAA型為10.25頭，即在同一基因型(AA)下，產(chǎn)活仔數(shù)有按照AA、AB、BB遞增的趨勢(shì)，同單基因效應(yīng)。合并后效應(yīng)高于單基因效應(yīng)，如大白豬ESR基因BB型產(chǎn)活仔數(shù)為11.63頭，F(xiàn)SH-β基因BB型產(chǎn)活仔數(shù)為11.46頭，合并基因型BBBB型產(chǎn)活仔數(shù)為13.50頭。

　　2.5 胎次對(duì)產(chǎn)活仔數(shù)的影響

　　頭胎和經(jīng)產(chǎn)母豬產(chǎn)活仔數(shù)分析見表4。在大白品種中，不管ESR和FSH-β基因?yàn)槟姆N基因型，經(jīng)產(chǎn)母豬的產(chǎn)活仔數(shù)都高于頭胎母豬的產(chǎn)活仔數(shù)。長白品種僅在ESR基因的AB型和FSH-β基因的AB和BB型中頭胎母豬產(chǎn)活仔數(shù)略高于經(jīng)產(chǎn)母豬產(chǎn)活仔數(shù)。杜洛克品種僅在ESR基因的AB型中頭胎母豬產(chǎn)活仔數(shù)略高于經(jīng)產(chǎn)母豬產(chǎn)活仔數(shù)。

　　2.6 豬產(chǎn)活仔數(shù)差異性分析

　　豬產(chǎn)活仔數(shù)在不同品種、不同胎次及不同基因的各基因型之間存在一定的差異，該研究通過建立一般線性模型進(jìn)行方差分析剖析了差異的來源，結(jié)果見表5。建立的一般線性模型對(duì)于豬不同品種、不同胎次及不同基因的各基因型之間的產(chǎn)活仔數(shù)的分析是適宜的(P<0.01)，其校正的R2統(tǒng)計(jì)量為0.178，胎次差異顯著(P<0.05)，品種、ESR、FSH-β以及后二者合并基因型對(duì)豬產(chǎn)活仔數(shù)沒有顯著效應(yīng)。說明豬產(chǎn)活仔數(shù)的差異主要來源于不同胎次的差異。

　　3 討論

　　3.1 ESR和FSH-β的基因多態(tài)性分析

　　本研究以北京養(yǎng)豬育種中心下屬豬場(chǎng)飼養(yǎng)的3個(gè)品種共600頭豬為研究對(duì)象，分析了ESR和FSH-β的基因多態(tài)性、各基因型和合并基因型的分布及其與產(chǎn)活仔數(shù)的關(guān)系。在大白、長白和杜洛克3個(gè)品種中，ESR和FSH-β基因都存在AA、AB和BB?3種基因型，大白品種中的基因頻率和基因型頻率與李千軍(2010)、劉遠(yuǎn)(2011)的相關(guān)研究結(jié)果基本一致，而與劉超等(2013)?ESR基因B等位基因頻率為0.6315，高于A等位基因頻率0.3685的研究結(jié)果有所差異。說明ESR和FSH-β基因在不同遺傳背景的豬品種中各基因型分布及其優(yōu)勢(shì)基因型有所差異。