豬肉質性狀基因遺傳標記的研究進展

邢艷君，馮　松，于菊霞，彭建國，李星武，陳軍海

（1.舞鋼市動物衛生監督所，河南 舞鋼　462500；2.舞鋼市畜禽改良站；3.西平縣畜牧局）

豬肉質性狀基因遺傳標記的研究進展

邢艷君1，馮松2，于菊霞3，彭建國2，李星武2，陳軍海2

（1.舞鋼市動物衛生監督所，河南 舞鋼462500；2.舞鋼市畜禽改良站；3.西平縣畜牧局）

隨著人民生活水平的提高，消費者對于食品品質認識的提高促使肉品加工業更加重視肉品的質量。分子生物學技術的發展也讓研究者認識到基于DNA標識的選育是最有效的選育手段。如果發現某一DNA標記和目標性狀有聯系就可以對年幼的動物進行基因型研究而不必等到屠宰時，并且可以敲除對性狀有害的基因，改良品種性狀。因此，肉質性狀相關基因的研究顯得尤為重要。近年來，采用分子生物學技術對影響豬肉質性狀的主效基因、候選基因及QTL定位已取得迅猛發展，下面就有關豬肉質性狀基因及QTL定位的研究進展作扼要概述。

1　豬肉質性狀的主效基因

1.1豬氟烷基因

氟烷基因（HAL）也稱為應激基因、鈣釋放槽基因或斯里蘭卡肉桂堿受體基因。名詞“氟烷基因”的應用來自使用氟烷麻醉氣體測試豬的一種特征性反應，有些肌肉極其豐滿的豬發生這種反應，反應的表現為肌肉強直，體溫升高。氟烷反應豬的基因是隱性純合個體，在應激情況下易產生應激綜合征（PSS），形成灰白水樣的劣質肉。目前已經建立了PCRRFLP和PCR-SSCP方法檢測氟烷基因，并有基因診斷盒上市，用于豬的育種實踐。

1.2豬酸肉基因

酸肉基因（RendementNapole）是影響肉質的另一主效基因。迄今為止，這個基因僅見于純漢普夏或漢普夏品系中。RN基因有2個等位基因，不利等位基因RN-是正常等位基因rn+的完全顯性，該基因定位于15q2.4—2.5區間內，其顯性等位基因有增加肌糖原含量，降低腌制和烹飪火腿產量的效益，并引起豬肉酸化。

1.3單磷酸腺苷蛋白激酶γ3亞基基因

AMP-activated Protein Kinase3基因是近年來被發現的一個影響豬肉pH值、肉色及系水力的主效基因，有多個突變位點，AMPK是一種能被腺苷一磷酸（AMP）激活的蛋白激酶，被激活的AMPK主要通過改變機體內脂類和糖類代謝，使其朝著抑制ATP消耗、促進ATP生成的方向進行，從而保持體內能量平衡。AMPK是由α、β和γ三個亞基構成的異源三聚體。α為催化亞基，有α1和α2兩種同工型。β和γ為調節亞基，β亞基有β1和β2兩種同工型，γ亞基有γ1、γ2和γ3三種同工型。其中PRKAA1和PRKAA2分別編碼α1和α2亞基；PRKABl和PRKAB2分別編碼β1和β2亞基；PRKAG1、PRKAG2和PRKAG3分別編碼γ1、γ2和γ3亞基。PRKAG3是近年來確定的一個影響肉質pH值、肉色及系水力的主效基因。

2　豬肉質性狀的主要候選基因

豬肉質性狀的主要候選基因通常是一些已知其生物學功能和核苷酸序列的基因，它們參與肉質性狀發育過程。這些基因可能是結構基因、調節基因，或在生化代謝途徑中影響肉質性狀表達的基因。

2.1激素敏感脂肪酶基因

激素敏感脂肪酶（HSL）能將甘油三酯水解成甘油和脂肪酸以滿足動物體的需要，是甘油三酯合成和分解的限速酶。豬HSL基因的全長序列有11kb，含有9個外顯子，基因全長已被克隆和測序。

2.2酯蛋白脂肪酶基因

酯蛋白脂肪酶（LPL）基因是催化與蛋白質相連的甘油三脂水解作用的酶，它可將血液中乳糜粒和極低密度酯蛋白所攜帶的甘油三脂分解成甘油和脂肪酸，向脂肪組織提供合成甘油三脂所需的原材料，以供各組織儲存和利用。鑒于LPL在動物脂肪代謝中的關鍵作用，豬的LPL基因可以看成是影響豬脂肪沉積的重要候選基因之一。

2.3MyoD基因家族

哺乳動物體肌纖維在胚胎形成過程中受到MyoD基因家族的調控。MyoD基因家族包括四種結構上相關的基因：MyoDI，肌細胞生成素（MYOG），myf-5和myf-6。這些基因編碼螺旋環-螺旋（bHLH）蛋白，通過調解肌肉分化階段特異蛋白的表達來參與肌細胞決定和分化，其中myf-5和MyoDI在成肌細胞增殖過程中表達，MYOD在未分化末期表達。

2.4鈣蛋白酶抑制蛋白基因

鈣蛋白酶抑制蛋白（CAST）基因是一種特定的、內源性的、需鈣激活的蛋白酶抑制劑，需鈣蛋白酶的蛋白水解系統在細胞內普遍存在，并參與大量生長和代謝過程，在豬中，已發現該基因產物參與肌肉生產過程中蛋白質更新機制。而對于其他肉用家畜，已發現這個基因顯著影響肉的嫩度。

2.5黑素皮質素受體基因

黑素皮質素受體（MCRs）家族共有5個受體（MC1R—MC5R），其中MC3R是一個神經受體，其主要功能是調節采食和能量平衡，MC4R基因是與人類顯性遺傳疾病肥胖相關的靶基因，該基因沒有內含子，在哺乳動物的表達部位是下丘腦、淋巴系統、后腦、腦干、脊髓、肌肉、皮質，主要作用是控制食欲、體質量、能量代謝。豬的MC4R基因的錯義突變，屬一個氨基酸改變編碼的錯義突變，可引起膘厚、體質量和采食量顯著變化。

2.6肌生成抑制蛋白基因

肌生成抑制蛋白基因（Myostatin）是轉化生長因子β（TGF-β）超家族的新成員。TGF-β由許多編碼分泌性因子的基因組成，包括TGF-β、活化素（activin）、抑制素（inhibins）、骨形成蛋白（BMPs）、繆勒氏管抑制物（MIS）等，主要在調節胚胎發育和維持組織穩態方面發揮重要作用，肌生成抑制蛋白基因是骨骼肌生長的負調控因子。

2.7ACSL基因

ACSL基因為編碼長鏈脂酰CoA合成酶（long-chain acyl-CoA synthetase）的基因，長鏈脂酰CoA合成酶屬于多基因家族編碼的酶。一些研究發現，ACSL對豬體內脂肪代謝具有調節作用。豬ACSL4基因多態性與生長速度和油酸含量存在相關性。杜長大商品豬ACSL4基因多態性與6個肉質性狀存在相關性，其中GG基因型個體的IMF極顯著地高于AA基因型個體（P＜0.01）。

2.8編碼腺苷-磷酸脫氨酶基因

編碼腺苷-磷酸脫氨酶基因（AMPD）是一個與風味有關的候選基因。AMPD是嘌呤代謝過程中的一種重要酶，對肉質性狀和風味都起到重要作用。AMPD基因主要在骨骼肌中高水平表達，與肌肉中肌苷酸代謝有關，一些研究發現，AMPD是影響豬肉品質的候選基因，還與豬的胴體性狀有關。

3　基因遺傳標記的研究與應用策略

3.1候選基因分析

候選基因分析是指根據在那些研究得較全面和深入的物種中已發現的基因信息，尋找與之同源的基因作為候選基因，或通過分析與DNA序列相應的蛋白質結構來推測其功能，從而選取候選基因，研究這些基因在生理上或生長發育過程中能得以表現的性狀差異與DNA差異之間的關系。實際上就是尋找與數量性狀有關的主基因座位并用之于選種，而這些與數量性狀直接有關的基因就是候選基因。目前，候選基因法是頗有吸引力的，因為它可以很快尋找到與QTL連鎖的標記，而QTL本身就是對性狀表達有直接作用的功能基因座位。

3.2標記輔助選擇

豬的肉質性狀為復合性狀，包括肉色、pH值、系水力、肌內脂肪、嫩度、多汁性和風味等。這些性狀在度量過程中一定程度上存在著系統誤差，而且在活體上無法直接度量，這就意味著必須使用昂貴的同胞測驗才有助于開展育種工作。從這個意義上講，用DNA標記進行輔助選擇，對肉質改良是非常有意義的。研究表明，豬的肉質性狀的遺傳力為中等至高，顯然，這些性狀被許多基因所控制，但一些基因可能起主要作用，即主基因效應。利用主效基因的遺傳標記進行輔助選擇能提高選擇的準確性、縮短世代間隔、增加選擇差等，可望加速這些性狀的遺傳進展。

3.3標記輔助滲入

標記輔助滲入就是在QTL檢測和定位的基礎上，把特定的主基因或數量性狀基因位點的等位基因在遺傳標記的輔助下，從一個品種滲入到另一個品種，再用較優良的那個品種進行反復回交，直到該主基因或數量性狀的等位基因達到一定頻率的過程。基因滲入途徑就是利用帶有被滲等位基因的供體群體與受體群體進行多代回交，繼而進行橫交使目的基因純合，在回交和橫交固定的過程中，都是根據標記的信息來選擇那些攜帶有導入基因的個體進行交配，從而使導入基因的效率大大提高。標記輔助滲入方案的效率可用終端群體中被滲入基因的頻率和有益經濟性狀的遺傳進展來判斷。

4　結語與展望

隨著現代生物技術的不斷發展，人們已經開始利用DNA標記對肉質性狀進行輔助選擇。但豬的肉質性狀為復合性狀，并且受很多因素的影響，在肉質性狀的研究中還存在一些問題，如肉質評定標準不統一、肉質評定指標還不完善等。因此，我們應當繼續研究肉質的遺傳特性及評定方法，尋找評價肉質的關鍵性狀及其主效基因，探測其QTL的遺傳效應；制定出完善的旨在肉質改良與肉量提高的MAS和MAI育種方案。用DNA標記進行輔助選擇，對肉質改良是非常有意義的。候選基因分析對于研究數量性狀位點（QTL）是頗具吸引力的，候選基因分析及MAS、MAI在豬育種方法上的應用是一個飛躍，是數量遺傳學與分子生物學相結合的產物，具有無限生命力。我們有理由相信，常規選擇與現代生物技術相結合是培育品質優良、生產性能良好的新品系豬的必由之路。□