豬繁殖相關性狀遺傳標記研究進展

趙志超，黃 濤，李大全

（石河子大學動物科技學院，新疆 石河子 832003）

豬的繁殖力是影響養豬業生產效益的主要因素，對豬產仔數性狀的選育和改良是豬育種工作的主要目標之一。由于豬繁殖性狀是限性表達的低遺傳力性狀，通過常規育種技術選育很難在短期內獲得較大的遺傳進展。隨著分子生物學和分子遺傳學理論和技術的不斷發展，從分子水平上尋找控制豬產仔數的主基因并應用到育種實踐中，進行標記輔助選擇，已成為可能。本文對與豬繁殖力相關的QTL和候選基因研究進展進行綜述。

1 豬繁殖性狀QTL定位情況

1.1 精液品質相關QTL

Xing等利用54個全同胞家系的206頭F2代白色杜洛克×二花臉種公豬，針對183個微衛星標記，定位了可能影響種公豬射精量和射精次數的QTL，分別位于15號和17號染色體。Sironen等利用SNP芯片將精子圓形頂體缺失癥（knobbed acrosome defect，KAD）定位在豬15號染色體上0.7 Mbp的區域內。

1.2 產仔數相關QTL

Paszek等利用基因組掃描的方法發現在豬7、8號染色體上可能存在影響死胎數的QTL。Wilkie等的研究證實了存在該QTL并將其定位于8 號染色體末段靠近SO227標記1 cm的區域內并估計其加性效應為-0.31頭，顯性效應為-0.57頭；Yasue等利用小型豬和梅山豬雜交發現，在6號染色體上可能存在個終止胎兒發育的基因或基因群，并證實該區域位于標記SW855和SW122之間約7 cm的染色體片段上。José L Noguera 等在對一個Iberian×梅山的資源群的研究中發現了基因組水平極顯著的QTL：SSC13上的QTL來源于梅山，加性效應為+0.71產活仔數和+0.61總產仔數；SSC17上的QTL來源于Iberian豬，效應為+0.73 產活仔數和+0.68總產仔數。K. Li等[1]用基因組掃描的方法對豬的染色體進行分析，并用最小二乘法對QTL進行分析顯示在豬染色體SSC15的88cM上存在著影響活產仔數位點，該位點并對仔豬出生總數存在著潛在影響。另外有研究報道， 在豬的4 號、6 號、7 號、8 號和15 號染色體上也存在著顯著影響產仔數的QTL。

1.3 排卵數相關QTL

Wilkie 等、Braunschweig等和Campbell等在SSC8檢測到排卵數或黃體數QTL。Sato 等和Rohrer等在SSC3上發現了排卵數QTL。Cassady 等和Holl等檢測到9號染色體上有排卵數QTL。另外在13號染色體、15號染色體和10號染色體上也有控制排卵數的QTL。

1.4 初情期QTL

rohrer等[2]利用梅山豬和合成品系豬進行雜交而建立的資源群，針對57個微衛星標記，定位了與初情期有關的QTL在1號、10號染色體上。而且10號染色體上的QTL所跨區域的遺傳距離初步估計為125 cm，加性效應為-27.58 d，其遺傳效應要遠大于同群體中位于1號染色體上的QTL（加性效應為9.35 d）。YANG等證明分別在SSC1上14 cm處和SSC7上54 cm處存在影響豬初情期的QTL位點，并第1次報道了在SSC17上存在影響母豬的初情期的QTL；Cassady等報道在SSC7，8，12和15上存在影響初情期的QTL位點。

1.5 子宮長度QTL

Wilkie等研究發現5號染色體上可能存在影響子宮長度的QTLs，該QTLs對子宮長度性狀的加性效應為(87.20±27.39)cm，顯性效應為(-31.54±54.11)cm；Rohrer等對7號染色體基因組進行掃描時發現該染色體上可能存在影響子宮長度的QTLs，但是加性效應比5號染色體上的QTLs 要小得多。Rathje等研究發現在X染色體上也可能存在影響子宮容量的QTLs。目前，通過基因組掃描發現，在豬的18條常染色體中有11 條可能存在影響繁殖性狀的QTLs。在X染色體上盡管連鎖分析的結果沒有達到閾值， 但仍可能存在影響排卵數和子宮容量的QTLs。Kim等發現SSC8上存在影響子宮容積的QTL。

1.6 乳頭數

Wada等發現在1、7號染色體上有乳頭數的QTLs。Hirooka 等對梅山豬和Dutch構建成的商品豬資源家系進行全基因組掃描時發現SSC2和SSC12上有父本印記的乳頭數QTL；在SSC10和SSC12上，梅山豬具有增加乳頭數的QTL，而在SSC2上則有減少乳頭數的QTL。King等[3]掃描8號染色體影響母豬繁殖性狀的QTL時把乳頭數QTL定位在SSC8短臂。

2 候選基因

2.1 雌激素受體(ESR)基因

雌激素受體(ESR)基因是第1個比較成功的豬產仔數候選基因。Rothschild等發現ESR基因與產仔數主效基因緊密連鎖，并將豬ESR 基因定位于1號染色的P24～P25 區域。用含50%梅山血的2個合成系母豬為材料，對ESR基因進行RFLP分析發現PvuⅡ酶切位點的有利基因B與高初生窩仔數相關聯。純合子BB母豬第一胎產仔數和產活仔數都比純合AA母豬多2.3 頭（P＜0.01），所有胎次多1.5頭（P＜0.01）。陳克飛等[4]對5個不同品種262頭母豬進行基因多態性分析表明，ESR基因在這些種群中對產仔數均有極顯著影響（P＜0.01），ESR位點BB基因型母豬與AA基因型母豬相比，每胎總產仔數平均多1.40～3.37頭，每胎產活仔數多0.63～3.58頭。張淑君等報道ESR基因的PvuⅡ位點在二花臉、大白豬和長大母豬中存在多態性，且對產仔數的影響趨勢是：BB＞AB＞AA。目前已有很多研究結果表明，ESR 與豬產仔數顯著相關，但與生長發育性狀和胴體性狀之間無顯著的負遺傳相關，因而可以利用ESR基因同時改良豬的繁殖性狀與生長發育和胴體性狀。ESR基因在豬育種中已經得到廣泛應用。

2.2 豬卵泡刺激素β亞基（FSH-β）基因

趙要風等[5]發現FSH-β亞基基因有一長度為292 bp的逆轉座子，由于此逆轉座子的插入造成了該基因位點的多態性，并對幾種豬種的個體進行了FSHβ亞基基因位點的基因多態性分析證明FSHβ亞基基因座位在約克夏、長白、杜洛克等商業豬種中與控制豬產仔數的主效基因緊密連鎖，優勢基因型BB純合子比AA型純合子母豬平均每胎多產仔1.5頭。杜立新等研究也發現FSH-β基因座位在豬種中與控制豬產仔數的主效基因緊密連鎖，并證明在萊蕪豬種中優勢基因AA 純合子比BB 純合子母豬平均每胎多產仔1.2頭。這可能是不同品種豬插入序列的主要差異是末端的poly(A)長短不同，進而導致產仔數不同。施啟順等[20]的結果表明FSH-β各基因型對產仔數影響大小依次為BB、AB、AA；在大白豬中BB 型母豬總產仔數比AA型高0.83頭P＜0.05)，產活仔數高0.37頭(P＜0.05)；在長白豬中，BB型的這兩性狀相應地比AA 型高1.18和1.20頭。目前FSH-β基因已用于輔助選種以提高種群的產仔數性狀，取得了明顯的改良效果。

2.3 催乳素受體(PRLR)基因

催乳素是動物繁殖所必需的垂體前葉肽類激素，其功能受到催乳素受體的調控。Vincent等將PRLR基因作為5個PIC品系窩產仔數性狀的候選基因進行了研究，發現這個基因與其中3個品系的總產仔數和活產仔數顯著相關（P ＜0.05）；在純合基因型之間，效應大小是每窩增加0.66～1頭以上的仔豬。Putnova等同時運用Alu I和HpaⅡ限制性內切酶對PRLP基因進行基因分型，與1020胎次產仔記錄進行關聯分析，表明AluI酶切位點在長白品系中主要與窩產仔數相關，它影響豬的頭胎產仔數；而Hpa Ⅱ酶切位點也與窩產仔數有關，但它主要影響長白豬的斷奶時仔豬數目。Van等發現PRLR基因顯著地影響初情期、受精年齡和體重，對總產仔數和產活仔數也有明顯影響。施啟順等[6]研究表明，PRLR 基因AA 型為有利基因型；在大白豬中，AA 型比BB型總產仔數高2.41頭(P ＜0.01)，產活仔數高2.77頭(P＜0.01)；在長白豬中AA 型母豬的這兩性狀相應地比BB 型高3.33和3.30頭(均P＜0.01)。孫敬禮等[7]研究表明PRLR基因對大長雜交一代母豬產仔數有顯著影響( P＜0.05)對母豬產仔數呈現出AA＞AB＞BB的趨勢)。

2.4 骨橋蛋白(OPN)基因

OPN基因編碼的蛋白是一個分泌型糖基化磷蛋白，廣泛存在于乳汁、子宮、胎盤等組織和體液中，與豬的繁殖密切相關。Southwood等研究了3個梅山豬合成系、3個大白豬合成系以及1個長白豬合成系的產仔數與OPN位點的關系，結果發現在13個等位基因中，有5個等位基因與產仔數顯著相關。Liaw等證明了(TG)13、(TG)14、(TG)21和(TG)24交替基因與NBA和產仔成活率有關；孟慶利和劉鐵錚在二花臉豬和蘇鐘豬上也得到了相似的結果。Korwin-Kossakowska 對990頭合成系母豬進行了研究，結果表明其AA型經產母豬個體的TNB，NBA，21日齡仔豬數，斷奶仔豬數，21日齡窩重和斷奶窩重均顯著的高于AB和BB型個體(P＜0.05)，但對初產母豬的產仔性能無顯著影響。張淑君等人的結果表明， OPN的效應不受ESR制約， 提示可同時對ESR 和OPN 兩標記來進行選擇以提高窩產仔數的遺傳進展。

2.5 視黃酸受體γ基因（RARG）和視黃醇結合蛋白4（RBP4）基因

Messer等把RARG和RBP4基因作為豬窩產仔數的2個候選基因來加以研究，發現在法國超高產大白豬（LWH）中RARG 和RBP4 基因分別可以控制0.21頭/窩、0.52頭/窩的產仔總數；在普通大白豬（LW）2個群體中可分別控制0.14頭/窩、0.45頭/窩的產仔總數。Rothschild等統計分析6個商品系的2 500窩豬的數據， 結果發現RBP4純合基因型與缺失基因型間接差異為0.5 頭/窩( TNB ) 和0.26頭/窩(NBA)；TNB加性效應為0.23頭/窩，NBA 加性效應為0.15。羅仍卓么等采用PCR RFLP方法對北京黑豬進行多態性分析發現RBP4基因存在Msp1多態位點且所研究的群體在該位點均處于中度多態和Hardy-Weinberg遺傳平衡狀態。趙偉等首次在 RARG 基因內含子3上檢測到1個SNPs位點，并對該位點的基因型進行了檢測并發現不同群體間的基因型頻率和等位基因頻率差異極顯著。

2.6 核受體輔激活蛋白1(NCOA1)基因

施啟順等研究表明，NCOA1基因RsaI酶切多態性對母豬產仔性狀有顯著影響，在總產仔數和產活仔數上都出現AA＞AB＞BB趨勢，基因型間差異極顯著(P＜0.01)，如大白豬AA 型母豬平均總產仔數和產活仔數分別比BB 型高2.66和1.57頭；長白豬中，這2項指標相應高2.28和2.07頭。顏華等[8]研究表明NCOA1基因的優勢基因是A等位基因，其基因型對初產母豬產仔性狀有顯著影響，如大白豬NCOA1基因AB基因型個體總產仔數（TNB）、產活仔數（NBA）和出生窩重（BLW）分別比AA基因型個體少1.12頭、1.08頭和1.71 kg，差異顯著（P＜0.05）。

2.7 骨形態發生蛋白15（BMP15）

BMP15在卵母細胞中特異性表達，推動哺乳動物體內卵母細胞卵泡生長，同時阻止黃體成熟，從而對排卵有重要的調節作用。侯振平等對豬BMP15 基因exon2區域SpeI酶切位點進行多態性分析，發現不同品種間頭胎產仔數、頭胎產活仔數、經產產仔數、經產產活仔數存在極顯著的差異(P＜0.01)。宋一蘋等研究發現不同品種間總產仔數和活產仔數存在顯著差異（P＜0.05）。吳井生等研究表明小梅山豬不同基因型的經產母豬的總產仔數和產活仔數間差異顯著（P＜0.05），白豬中不同基因型母豬在頭胎總產仔數和經產總產仔數方面差異顯著， 其他方面差異均不顯著， 但都呈現出AA＞AB＞BB的趨勢。

2.8 種公豬精液品質相關基因

Lin等對皮特蘭和皮特蘭×漢普夏雜種公豬中9個候選基因進行多態性分析，發現促性腺激素釋放激素受體(GNRHR)與精子活力(P=0.0161)，plasma droplets rate (PDR)(P=0.0048)和畸形率 (P=0.0201)顯著相關；inhibin beta A（INHBA）與plasma droplets rate (PDR)(P=0.0318)和畸形率 (P = 0.0067)顯著相關；inhibin beta B (INHBB)基因與精子濃度顯著相關(P=0.0360)。Lin等發現豬BETA-ACTIN的4個突變位點的不同單倍型影響精子活力、畸形率和出生活仔豬數。HUANG等發現在不同氣溫下，熱應激蛋白70.2基因5'調控區部分突變與精子活力、精子密度和畸形率等性狀顯著相關。

3 展望

在過去幾十年里，通過常規育種技術， 豬的生長性狀、胴體性狀等重要經濟性狀在遺傳上都得到了很大的提高，但對繁殖性狀的改良依然很有限，因為產仔數是限性表達的低遺傳力性狀。隨著遺傳標記技術的發展，豬的產仔數性狀可以通過標記輔助選擇的方法進行改良。與產仔數、排卵數、初情期、子宮長度、乳頭數、精液品質等有關的QTL相繼被定位在染色體上，ESR、FSH-β等重要的候選基因相繼被發現，為提高豬的繁殖性能打下了堅實的基礎。隨著新的性能測定技術和新一代的高通量豬SNP芯片的出現，對豬繁殖性狀分子標記的研究將會大大加速。

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