雞快慢羽的分子基礎及其應用

李媛媛，宋鵬琰，周榮艷

（河北農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，河北 保定 071001）

性別鑒定在養(yǎng)雞業(yè)的生產(chǎn)和效益方面非常重要，對雞育種也具有重要的意義。 雞的快慢羽性狀可用于雌雄鑒別， 是目前常用的一種雞雌雄鑒別技術。 快慢羽自別雌雄技術是利用羽毛發(fā)育相關的性別連鎖基因進行性別鑒定。位于Z染色體上的K 基因座是與快慢羽表型相關的DNA 區(qū)域， 在家禽業(yè)已被廣泛用于雛雞的性別鑒定。 根據(jù)羽速基因的伴性遺傳規(guī)律，用快羽公雞配慢羽母雞，后代公雛為慢羽，母雛為快羽。本文對雞快慢羽基因及快慢羽自別雌雄在育種應用方面進行闡述。

1 雞快慢羽基因

快慢羽屬于伴性遺傳性狀， 受Z 染色體上的一對等位基因(K 或k) 所控制，慢羽(K)相對于快羽（k）為顯性。 因此，用快羽公雞（ZkZk) 配慢羽母雞(ZKW)，后代公雛表現(xiàn)慢羽( ZKZk)，母雛表現(xiàn)快羽( ZkW)，從而能實現(xiàn)雛雞的自別雌雄。K 等位基因存在176324 bp 的串聯(lián)重復，包括催乳素受體（Prolactin receptor，PRLR）和精子鞭毛編碼蛋白2（Sperm flagella 2，SPEF2）的部分序列以及內(nèi)源病毒21（Ev21）序列，并建立了Taq-Man 探針法實現(xiàn)羽速基因型的檢測。 通過對壽光雛雞基因分型分析發(fā)現(xiàn)， 壽光雞Z 染色體上10.0～13.0Mb 的基因組區(qū)域在統(tǒng)計學上與1 日齡雛雞的快、慢羽表型具有相關性。 對雛雞全基因組關聯(lián)分析和RNA 測序分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SPEF2 和PRLR 是兩個可能形成雞快羽表型和慢羽表型的候選基因， PRLR 和SPEF2 的部分重復可以預測LF 的表型。 雞的慢羽表型是由于K 等位基因和融合基因dPRLR/dSPEF2 共同作用對PRL 受體信號的調(diào)控所致。

1.1 催乳素受體

催乳素受體（PRLR）是細胞因子受體超家族的成員， 與動物繁殖性狀密切相關。 研究發(fā)現(xiàn)，雞PRLR 基因具有復雜的基因結(jié)構(gòu)，PRLR 第一外顯子不同的兩種轉(zhuǎn)錄本均以組織特異性或普遍存在的方式表達，并且它們的表達很可能受兩個啟動子的調(diào)控。 由于在毛囊激活中的抑制作用，PRLR 是最有可能參與延遲羽毛生長的候選基因。 在與性連鎖的羽毛基因區(qū)域，只有PRLR基因是顯著差異表達的基因。 PRLR 在慢羽杏花雞中的表達是快羽雞的1.78 倍， 且慢羽文昌雛雞PRLR 的表達水平也高于快羽雛雞。 利用3’RACE 和RT-PCR 技術， 克隆了攜帶K 等位基因的羅曼蛋雞腎臟dPRLR 基因的全長cDNA，發(fā)現(xiàn)dPRLR 很可能編碼一種新的PRL 功能性受體，并且在雞組織中有廣泛的表達，包括攜帶K 等位基因的公雞皮膚，其時空表達模式與原始PRLR 基因相似， 進一步闡明dPRLR 基因在雞中的作用，對羽毛發(fā)育的潛在作用奠定了分子基礎。

1.2 精子鞭毛編碼蛋白2

通過檢測PRLR、SPEF2 及其融合基因3 個候選基因在1 日齡蘇禽綠殼蛋雞快羽（EF）和慢羽（LF）皮膚中的表達。 結(jié)果表明：PRLR 基因的表達沒有顯著差異， 而SPEF2 基因表達差異極顯著， 且融合基因dPRLR/dSPEF2 只在LF 雛雞中表達，表明PRLR 不是理想的雞快慢羽候選基因， 但SPEF2 和融合基因可能是雞慢羽的理想候選基因。 通過快慢羽候選基因分析，對其各亞型比較分析， 推測PRLR 和SPEF2 與皮膚毛囊及羽毛發(fā)育相關， 而SPEF2 更適合作為快慢羽候選基因。

1.3 內(nèi)源病毒21(EV21)序列

通過檢測EV21 基因在雞快慢羽中的表達和分布，發(fā)現(xiàn)EV21 和K 基因緊密連鎖，且在不同的白色來航雞雜交組合中，所有慢羽雞都遺傳了EV21，而快羽雞均缺乏，EV21 的插入是雞慢羽表型出現(xiàn)的主要原因。 對52 個地方雞品種、3個商品雞群體和紅叢林雞共計1994 只雞是否存在EV21 和dSPEF2/dPRLR 基因進行分析，發(fā)現(xiàn)影響慢羽表達的是dSPEF2/dPRLR 標記，而不是EV21。 對烏骨雞群體的快慢羽分型以及EV21基因和dSPEF2 /dPRLR 基因的檢測， 發(fā)現(xiàn)除了Ingie 品種慢羽雞中沒有EV21 基因插入，其余慢羽雞Z 染色體上都檢測到 EV21 和dSPEF2/dPRLR 基因。

2 快慢羽雞育種應用

通過伴性遺傳及其原理， 崇仁麻雞快羽和慢羽純系配套的后代自別雌雄鑒定準確率達到98%左右。固始雞自別雌雄配套系的快慢羽純系后代快、 慢羽比例分別達99.5%和99.7%以上。壽光雞自別雌雄配套系的快慢羽純系后代快、慢羽比例分別達到99.72%和99.76%以上。 大骨雞快慢羽雌雄自別配套新品系的培育，在雛雞出生24 小時內(nèi)，就可根據(jù)羽速生長的快慢鑒別雌雄。以上傳統(tǒng)方法選育羽速自別配套系，需要利用測交的方法鑒定慢羽公雞的純雜性，耗時耗力。 研究通過雞快慢羽的基因， 采用雙重PCR 方法建立了一種高效的雞快、慢羽分子鑒定方法，利用該法可節(jié)省快慢羽自別雌雄配套系的培育時間，降低成本。 根據(jù)控制慢羽性狀的基因序列，建立地方雞種慢羽性狀的分子標記方法。在表型鑒定的基礎上，利用分子標記對貴州黃雞和瑤山雞慢羽系進行了鑒定， 顯著提高表型鑒定的準確率。研究通過分子技術熒光定量PCR 方法對公雞慢羽基因型進行檢測和判定，可以快速構(gòu)建北京油雞慢羽純系繁育體系。

小結(jié)

通過對K 基因座PRLR、SPEF2、dPRLR/dSPEF2、EV21 基因以及羽毛發(fā)育中的作用研究，確定慢羽形成的關鍵基因，深入了解雞快慢羽表型的分子機制，建立更加準確可靠的檢測方法。 通過分子技術對雞快慢羽基因型進行鑒定，提高準確率和育種效率。