綿羊高繁殖力候選基因的研究進展

王旭　白俊艷　楊帥　王歡玲　邵俊紅　劉坤舉

摘 要：該文主要總結了綿羊高繁殖力候選基因的相關研究進展，以期為進一步提高綿羊經濟效益尋求有效途徑。

關鍵詞：綿羊；高繁殖力；候選基因；研究進展

中圖分類號 S826.9 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）21-0080-03

綿羊是常見的經濟型動物，可以為人類提供肉和毛皮等產品。絕大多數綿羊品種屬于季節性發情，多在秋季、冬季發情。雌羊的懷孕期為145～152d，年產一胎，一胎單羔。在分子標記技術中，尋找影響綿羊多胎性狀的主效基因成為了提高綿羊繁殖性能的主要手段。目前，關于綿羊多胎性狀候選基因的研究報道有很多，如在澳大利亞Booroola Merina羊和印度Carole羊存在控制多胎的主效基因Booroola基因，但不能證明其穩定關系[1]。本文從骨形態發生蛋白15（BMP15）基因、視黃酸受體γ（RARG）基因、催乳素（PRL）基因、視黃醇結合蛋白4（RBP4）基因、生長分化因子基因（GDF9）、促性腺激素釋放激素（GnRH）、催乳素受體（PRLR）基因等方面綜述了綿羊高繁殖力候選基因的研究進展。

1 RBP4基因

視黃醇結合蛋白4（RBP4）基因約10kb，含6個外顯子和5個內含子，基因的旁側序列至少包括3個不同的控制元件。該基因編碼的視黃醇結合蛋是一種在酸性環境中穩定的低分子載體蛋白，這些蛋白有4種結構形式，分別為RBP1、RBP 2、RBP 3、RBP4。RBP在協助維生素A發揮生理功能中起著不可替代的作用。視黃酸是視黃醇的氧化產物，RBP4基因與視黃醇和視黃酸的轉運關系密切，發育中孕體的視黃醇的轉運是胚胎發育所必需的。郭曉紅[2]分析了4個綿羊品種（小尾寒羊、多賽特羊、湖羊、薩福克羊）中RBP4基因，檢測到AA、AB、BB三種基因型，RBP4基因與小尾寒羊的第一胎產羔數和第二胎產羔數有顯著影響。何遠清[3]研究表明，RBP4基因BB基因型小尾寒羊產羔數比AA基因型多0.52只（P<0.05），比AB基因型多0.67只（P<0.05），且差異均顯著。白俊艷等[4]研究發現RBP4基因在小尾寒羊和大尾寒羊中BB基因型頻率分別為0.840和0.583，AB基因型頻率分別為0.160和0.416。

2 BMP-15基因

骨形態發生蛋15（bone morphogenetic protein15，BMP-15）是轉化生長因子β（transfor-ming growth factor，TGFβ）超家族成員之一。BMP-15 基因定位于X 染色體的關鍵部位，全長l 182bp，中間被5 400bp的內含子隔開。Otsuka等[5]報道了BMP15具有抑制顆粒細胞FSH受體表達，從而抑制促卵泡素生成和促進顆粒細胞增殖的重要功能，與卵泡發育密切相關。Galloway等[6]研究發現Inverdale和Hanna雜合綿羊品種攜帶高排卵數與BMP15基因突變相關聯。Hanrahan等[7]研究發現當Belclare綿羊和Cambridge綿羊的BMP15基因雜合子突變后，它們的排卵數增加。楊晶等[8]結果表明BMP15基因的CTT缺失突變對小尾寒羊高繁殖力沒有顯著影響。儲明星[9]研究表明，BMP-15基因B2突變造成小尾寒羊突變雜合基因型AB產羔數比純合基因型（AA）多0.62只，差異顯著（P<0.05），該突變位點對小尾寒羊高繁殖力影響作用十分明顯，這與Belclare綿羊和Cambridge綿羊的B2突變（C/T）相同。劉世佳[10]同樣得到綿羊的B2突變位點于BMP15基因編碼區外顯子的第718bp處，該突變為C/T突變。

3 GDF-9基因

生長分化因子基因（growth differentiation factor 9，GDF9）由一個2.9kb的內含子隔開的兩個外顯子所編碼。屬于轉化生長因子β（TGF-β）超家族成員，位于5號染色體上，CDS全長約2.5kb，可編碼453個氨基酸外顯子1長397bp，外顯子2長965 bp，兩個外顯子由長1 125bp的內含子分隔開，不同物種間GDF9基因結構非常相似，GDF9主要在卵巢的卵母細胞中表達均含有2個外顯子和1個內含子，對早期卵泡的生長和分化起重要的調節作用。Bodensteiner等[11]首次證實GDF-9mRNA表達被唯一定位到綿羊卵母細胞。暢靜桃[12]研究表明，在GDF9基因中檢測到外顯子2第74位堿基發生了C/T的突變。楊晶等[13]研究表明，小尾寒羊GDF9第二外顯子729的單基因突變G/T是243位氨基酸谷氨酸變為組氨酸的重要原因，同樣，李碧俠等[14]檢測到GDF9外顯子1的A/G轉換導致了氨基酸由天冬酰胺替換為天冬氨酸。

4 促性腺激素釋放激素（GnRH）及其受體（GnRHR）基因

促性腺激素釋放激素（Gonadotropin-releasing hormone，GnRH）由下丘腦分泌，刺激或抑制垂體促性腺激素的分泌，有相當的活性潛能。GnRH基因和GnRHR基因在哺乳動物的繁殖調控中起著重要作用。促性腺激素釋放激素（GnRH）在體內的重要功能是由促性腺激素釋放激素受體（GnRHR）介導的，GnRH及其受體相互作用的調控在繁殖性能調控中是一個關鍵性位點。孫潔[15]檢測促性腺激素釋放激素受體基因外顯子1、外顯子2和外顯子3的單核苷酸多態性，對于P4擴增片段在外顯子1有5個突變（G/A、T/A、T/C、A/T和T/A），突變純合型（DD）小尾寒羊平均產羔數比野生型（CC）多0.81只（P<0.01）。劉忠慧[16]對GnRHR基因外顯子1在2個綿羊品種（小尾寒羊和多賽特羊）均檢測到AA基因型，小尾寒羊和多賽特羊在外顯子2都存在AA，AB基因型，且A基因頻率明顯高于B基因頻率，而AB基因型與綿羊多胎性狀關聯性需進一步研究證明。

5 視黃酸受體γ（RARG）基因

視黃酸受體γ（retinoic acid receptor gamma，RARG）基因位于綿羊3號染色體的長臂[17]。該基因表達視黃酸受體是RA誘導的屬于類固醇和甲狀腺受體超家族的轉錄增強因子。郭曉紅[18]研究表明，在綿羊RARG基因外顯子上SNP位點導致的小尾寒羊CC基因型突變產羔數比CD基因型多0.55只，差異顯著，說明RARG基因在母畜繁殖過程中起重要作用。王維民[19]檢測綿羊RARG基因在母羊發情周期不同階段卵巢組織中的相對表達量，綿羊RARG基因作為結構蛋白參與轉錄調控的幾率最高。在綿羊RARG基因編碼的氨基酸序列上發現了2個功能結構域，分別是核激素受體c4鋅指結構域和激素受體配體結構域。

6 催乳素（PRL）基因和催乳素受體（PRLR）基因

催乳素（Prolctin，PRL）是各種脊椎動物腦垂體嗜酸細胞分泌的多肽類激素，參與催乳、生殖、滲透壓調節、免疫和發育在內的300多種生物學功能調控，是一種重要的生殖激素。PRL與PRLR共同作用機理是通過第二信使cAMP發揮生理效應。Jenkins等[20]將綿羊的PRLR基因定位于第16號染色體。代鷗[21]研究表明，PRL基因外顯子2在5個綿羊品種中均存在單核苷酸多態性，其中，小尾寒羊PRL基因外顯子2的CC型平均產羔數分別比CD型和DD型多0.39只（P<0.05），具有顯著差異，PRL基因外顯子2的3種基因型對小尾寒羊產羔數是典型的加性效應。趙強[22]研究表明，PRLR在卵巢的表達量顯著高于其他組織（P<0.05），其表達量由高到低依次是卵巢>下丘腦>垂體>子宮，PRLR在子宮腔、子宮內膜以及子宮腺等部位均有陽性產物，而PRLHR只在子宮內膜處陽性反應明顯，這都說明了PRL基因的表達與綿羊高繁殖力性狀有一定的關系。牟玉蓮[23]研究表明，PRLR基因的引物1在4個綿羊群體均檢測到AA基因型，AB基因型只出現在小尾寒羊、多賽特羊和薩福克羊中，僅在多賽特羊中檢測到BB基因型。對于引物2，4個綿羊群體均檢測到AA和AB基因型，只有薩福克羊沒有BB型，對于引物3，4個綿羊群體均檢測到AA、AB和BB基因型。

7 結語

目前，更多的控制綿羊高繁殖力的主效基因被發現，我國綿羊種類繁多，利用分子標記技術確定優勢基因，作為指導綿羊高產的候選基因，為我國養羊業提供更多的經濟效益，同時也為更好保護和選育優良綿羊品種提供了有利途徑。

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（責編：張宏民）