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豬繁殖性狀主效基因及其合并基因型對產(chǎn)活仔數的影響

發(fā)布時(shí)間：

2018-07-02

　　導語(yǔ)：豬的繁殖力是影響豬生產(chǎn)效益的重要因素之一，產(chǎn)仔數的提高能大幅度增加生豬的產(chǎn)量，給養豬業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟效益。繁殖性狀作為養豬生產(chǎn)的重要經(jīng)濟性狀，其遺傳力較低，常規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(zhù)改良產(chǎn)仔數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與調控并改變雌激素基因的轉錄，直接影響胚胎著(zhù)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(zhù)關(guān)鍵作用。1994年Rothschild等證實(shí)ESR基因存在可以被PvuⅡ內切酶識別的遺傳變異位點(diǎn)，大量研究表明，B基因為65?bp和56?bp，A基因為120?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(cháng)卵泡的數量、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，FSH-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，對于多個(gè)候選基因及其合并基因型效應的分析，將有助于提高母豬的繁殖性狀。本文檢測了北京養豬育種中心大白、長(cháng)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產(chǎn)活仔數的影響，并將攜帶優(yōu)良基因的個(gè)體應用到配套系選育中。

　　1 材料與方法

　　1.1 實(shí)驗材料

　　在采集了大白、長(cháng)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)仔數等資料。DNA提取試劑盒、PCR相關(guān)試劑、內切酶、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(shuō)明書(shū)提取DNA，-20℃保存。

　　1.3 PCR反應

　　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

　　ESR采用PCR-RFLP分析：7.5?μL?PCR?產(chǎn)物加入0.5μLPvuⅡ內切酶，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%?瓊脂糖電泳檢測分型。電泳后在紫外燈下觀(guān)察結果并在凝膠成像系統上照相。FSH-β?等位基因由片段插入組成，經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR?產(chǎn)物即可見(jiàn)多態(tài)性。

　　1.5 數據分析

　　對數據進(jìn)行統計分析。不同基因型對產(chǎn)仔數的影響用SPSS?17.0軟件中的一般線(xiàn)性模型(GLM)進(jìn)行統計分析，GLM為：

　　?y=μ+B+P+E+F+EF+e

　　式中：?y表示產(chǎn)仔數，?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。

　　Levene’s檢驗用于方差的同質(zhì)性檢驗，該檢驗是在k-1和N-k的自由度下進(jìn)行的F值統計量分析，該檢驗中k表示樣本分組的大小，?N表示樣本的大小。產(chǎn)仔數的多重比較用Duncan’s方法。所有數據用“平均值±標準誤”表示。

　　2 結果與分析

　　2.1 ESR和FSH-β基因多態(tài)性檢測

　　ESR檢測到3?種基因型(圖1)：AA?型為一條長(cháng)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檢測到3?種基因型(圖2)：AA?型有一條長(cháng)約500?bp的條帶，AB?型有一條500?bp的條帶和一條220?bp長(cháng)的條帶，BB?型有一條220?bp長(cháng)的條帶。

　　2.2 基因頻率和基因型頻率

　　根據ESR和FSH-β基因不同基因型在各品種中的檢出個(gè)數，計算基因頻率和基因型頻率，結果見(jiàn)表1。ESR基因在大白、長(cháng)白和杜洛克3個(gè)品種中均表現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)勢等位基因。

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

　　就單個(gè)基因效應而言，對豬產(chǎn)活仔數的影響見(jiàn)表2。ESR基因?BB基因型對大白和杜洛克豬的產(chǎn)活仔數極顯著(zhù)高于A(yíng)A和AB型(P<0.01)，長(cháng)白豬中，BB和AB型產(chǎn)活仔數極顯著(zhù)高于A(yíng)A型(P<0.01)，BB型產(chǎn)活仔數顯著(zhù)高于A(yíng)B型(P<0.05)。3個(gè)品種的產(chǎn)活仔數具有按照基因型AA、AB、BB遞增的趨勢，BB型為優(yōu)良基因型。FSH-β基因BB產(chǎn)活仔數顯著(zhù)高于A(yíng)A和AB型(P<0.05)，且極顯著(zhù)高于A(yíng)A型(P<0.01)，AB型產(chǎn)活仔數均顯著(zhù)高于A(yíng)A型(P<0.05)。與ESR基因一致，3個(gè)品種的產(chǎn)活仔數具有按照基因型AA、AB、BB遞增的趨勢，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)仔數間的關(guān)系

　　利用一般線(xiàn)性模型對ESR和FSH-β基因合并基因型對各品種產(chǎn)活仔數進(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(cháng)白和杜洛克3個(gè)品種中，BBBB型產(chǎn)活仔數均顯著(zhù)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)活仔數顯著(zhù)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出類(lèi)似單基因的效應，如杜洛克產(chǎn)活仔數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)活仔數有按照AA、AB、BB遞增的趨勢，同單基因效應。合并后效應高于單基因效應，如大白豬ESR基因BB型產(chǎn)活仔數為11.63頭，FSH-β基因BB型產(chǎn)活仔數為11.46頭，合并基因型BBBB型產(chǎn)活仔數為13.50頭。

　　2.5 胎次對產(chǎn)活仔數的影響

　　頭胎和經(jīng)產(chǎn)母豬產(chǎn)活仔數分析見(jiàn)表4。在大白品種中，不管ESR和FSH-β基因為哪種基因型，經(jīng)產(chǎn)母豬的產(chǎn)活仔數都高于頭胎母豬的產(chǎn)活仔數。長(cháng)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)活仔數略高于經(jīng)產(chǎn)母豬產(chǎn)活仔數。杜洛克品種僅在ESR基因的AB型中頭胎母豬產(chǎn)活仔數略高于經(jīng)產(chǎn)母豬產(chǎn)活仔數。

　　2.6 豬產(chǎn)活仔數差異性分析

　　豬產(chǎn)活仔數在不同品種、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(guò)建立一般線(xiàn)性模型進(jìn)行方差分析剖析了差異的來(lái)源，結果見(jiàn)表5。建立的一般線(xiàn)性模型對于豬不同品種、不同胎次及不同基因的各基因型之間的產(chǎn)活仔數的分析是適宜的(P<0.01)，其校正的R2統計量為0.178，胎次差異顯著(zhù)(P<0.05)，品種、ESR、FSH-β以及后二者合并基因型對豬產(chǎn)活仔數沒(méi)有顯著(zhù)效應。說(shuō)明豬產(chǎn)活仔數的差異主要來(lái)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

　　本研究以北京養豬育種中心下屬豬場(chǎng)飼養的3個(gè)品種共600頭豬為研究對象，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)活仔數的關(guān)系。在大白、長(cháng)白和杜洛克3個(gè)品種中，ESR和FSH-β基因都存在A(yíng)A、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(2011)的相關(guān)研究結果基本一致，而與劉超等(2013)?ESR基因B等位基因頻率為0.6315，高于A(yíng)等位基因頻率0.3685的研究結果有所差異。說(shuō)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)勢基因型有所差異。

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