猪繁殖性状相关的 QTL 和候选基因研究进展

蒋思文华中农业大学动物科技学院

武汉 430070

2006-8-19

提 纲

繁殖性状相关的 QTL 研究进展

繁殖性状的候选基因研究进展

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前言

常规选择遗传力低、限性性状

分子标记辅助选择（ MAS ）性状遗传力标记与主基因或 QTL 间的连锁程度QTL 效应大小QTL 参数估计的准确性

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1 繁殖性状相关的 QTL 研究进展

11/18 猪染色体上可能存在影响繁殖性状的 QTL

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表 1 母猪繁殖性状相关的 QTL 定位

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表 1 母猪繁殖性状相关的 QTL 定位（续）

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表 1 母猪繁殖性状相关的 QTL 定位（续）

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1.1 排卵率SSC8 ：

Wikie 等（ 1996 ）首次发现Rathje 等（ 1997 ）、 Rohrer 等（ 1999 ） Campbell 等 (2003) 定位于猪 8 号染色体上 4.8cM 处

1 繁殖性状相关的 QTL 研究进展

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1.1 排卵率SSC8 ：

Campbell 等 (2003) 定位于猪 8 号染色体上 4.8cM 处–－ RGS12、MAN2B2（位置候选克隆）

其他染色体：SSC4: P=0.10 ，可能是假阳性 (Rathje 等 ,1997)SSC13: 可能以显性或超显性方式遗传 ( Rathje 等 ,1997) SSC15: Rathje 等（ 1997 ）和 Rohrer 等（ 1999 ） 3 、 9 、 10 号和 X 染色体 : Rohrer 等（ 1999 ）

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1.2 妊娠期SSC9 ：

Paszek 等（ 1998 ）认为 SSC9 上有控制妊娠期的 QTL

Wilkie 等（ 1999 ）利用梅大猪资源家系，用 119 个微卫星标记进行基因组扫描，发现 SSC9 上 135cM 处存在控制妊娠期的 QTL ，并估计其加性效应为 1.520.44d ，显性效应为 -2.340.75d ，均达极显著水平

SSC15 和 SSC1 ：Wilkie 等（ 1999 ）发现，分别位于 96 和 166cM 处，并估计加性效应分别为 1.860.54d 和 1.180.55d 。

1 繁殖性状相关的 QTL 研究进展

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提纲

繁殖性状相关的 QTL 研究进展

繁殖性状的候选基因研究进展

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2 繁殖性状的候选基因研究进展

繁殖性状的候选基因，尤其是与猪产仔数性状相关的候选基因取得了较大进展

大多数是下丘脑 - 垂体 - 卵巢轴分泌的激素及其受体、激活素、抑制素基因以及与猪早期胚胎发育有关的基因

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2 繁殖性状的候选基因研究进展

2.1 雌激素受体基因（ ESR） 2.2 促卵泡激素 β （ FSHβ）亚基基因 2.3 骨桥蛋白（ OPN ） 2.4 视黄酸受体 γ （ RARG ）和视黄醇结合蛋 白 4 （ RBP4 ） 2.5 催乳素受体（ PRLR）基因 2.6 骨形成蛋白 15 （ BMP15）基因

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表 2 母猪产仔数的候选基因

2 繁殖性状的候选基因研究进展

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2.1 雌激素受体基因（ Estrogen Receptor ， ESR）1994 年， Rothschild 研究组发现 ESR基因是猪产仔数的主效基因之一，该座位在中国梅山猪合成系中可以控制 1.5 头产仔数 / 胎和 1 头活产仔数 /胎。ESR基因位于猪染色体 lp24-25 ，是第 1 个比较成功的猪产仔数候选基因。ESR基因与产仔数主基因存在紧密连锁，并且与一些其他重要经济性状之间无显著相关。

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不同猪种 ESR 的 B 等位基因频率

品种（系） B 等位基因频率（％） 品种（系） B 等位基因

频率（％）

杜洛克 0 梅山猪 50.00

大白猪 48.10 清平猪 89.55

长白猪 13.57 通城猪 66.67

大白 × 梅山 50.09 DIV2 系 68.05

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2.2 促卵泡激素 β （ follicle-stimulating hormone-β ，FSHβ）亚基基因

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促卵泡激素 β （ FSHβ）亚基基因是一种由垂体前叶嗜碱性颗粒细胞合成分泌的促性腺激素，它直接作用于卵巢，促进颗粒细胞的增生，刺激类固醇生成，调节配子细胞的发育和成熟，最终引发排卵。在卵巢的颗粒细胞中表达，它与 FSH ， FSHR 相互作用产生细胞分化和增殖最终导致初级卵巢卵泡的发育

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赵要风等（ 1998 ）首次证明 FSHβ亚基基因座位在约克夏猪、长白猪、杜洛克猪等商品猪中与控制猪产仔数的主效基因紧密连锁，优势基因型 AA纯合子比 BB型纯合子母猪平均每胎多产仔 1.5 头。 AB型母猪比 BB型个体头胎产仔数和产活仔数分别高出 2.53 头和 2.12 头，各胎次平均估计高出 1.5 头。

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2.2 促卵泡激素 β （ follicle-stimulating hormone-β ，FSHβ）亚基基因

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骨桥蛋白是一种含精氨酸 -甘氨酸 -天冬氨酸的分泌型糖基化磷蛋白 ,曾被称为早期 T淋巴细胞 1 、分泌的磷蛋白 1 、骨唾液酸蛋白 1 、 44kDa 骨磷蛋白。已归类于细胞外基质（黄仕和等， 2001 ）。

Mongemery 等 (1993) 首先发现 OPN与 Booroola Merino绵羊的多胎基因 FecB相连锁；

Ellegren 等 (1993) 利用 RFLP 资料，通过连锁分析将OPN位点定位到猪的 8 号染色体；

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2.3 骨桥蛋白（ Osteopontin ， OPN ）

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Van der Steen 等 (1997)对梅山 3 个合成系的数据进行分析，表明 OPN基因型影响总产仔数和产活仔数；

Southwood 等 (1998) 发现 3 个等位基因与产仔数连锁；

Liaw 等 (1999) 利用微卫星标记和 PCR 技术研究表明 OP

N可以作为提高新生大白猪存活率的一个遗传标记；

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2.3 骨桥蛋白（ Osteopontin ， OPN ）

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2.4 视黄酸受体 γ （ RARG ）和视黄醇结合蛋白 4 （ RBP4 ）

视黄醇是一种形成因子，在猪妊娠早期可影响基因转录、细胞分化和增殖、妊娠维持、胎盘形成和发育过程中形态变化。 RARG和 RBP4基因在猪妊娠的关键时期表达，由于其参与胚胎发育而作为产仔数的候选基因。

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2.4 视黄酸受体 γ （ RARG ）和视黄醇结合蛋白 4 （ RBP4 ）

Messer 等（ 1996a ）通过 RFLP 分析将 RARG基因定位于猪的 5 号染色体。Messer 等（ 1996b ）利用梅山猪 × 大白猪以及欧洲野公猪 × 大白猪的 6 个三世代参考家系资料通过 RFLP 分析将 RBP4基因定位到猪 14 号染色体。

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2.4 视黄酸受体 γ （ RARG ）和视黄醇结合蛋白 4 （ RBP4 ）

Messer 等 (1996c) 分析了 32 头母猪的 216窝产仔记录，发现 RARG和 RBP4基因分别可控制 0.21 头 /窝、 0.52 头 /窝；分析 27 头对照组母猪的 242窝产仔记录表明RARG和 RBP4基因分别控制 0.14 头 /窝， 0.45 头 /窝的产仔数。Rothschild 等（ 2000 ）统计分析 6 个商品系的 2500窝猪的数据，结果发现 RBP4有 0.23 头 /窝的加性效应。

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2.5 催乳素受体（ prolactin receptor, PRLR ）基因

催乳素是繁殖成功所必需的垂体前叶肽类激素。PRLR是一种细胞膜受体，主要位于脑、卵巢、胎盘和子宫等在内的各种器官或组织中，妊娠期间黄体细胞中 PRLR显著增加（ Linville 等， 2001 ）Vincent 等（ 1997 ）利用 RFLP 分析将 PRLR基因定位到猪 16 号染色体上。

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2.5 催乳素受体（ prolactin receptor, PRLR ）基因

Vincent 等（ 1998 ）通过对大白猪、长白猪、梅山猪等 6 个品系的研究发现， PRLR与其中 3 个品系的产仔数显著相关， A 等位基因能显著提高产仔数，在不同品系其加性效应为 0.6 头 /窝 ~1 头 /窝。

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2.6 骨形成蛋白 15 （ BMP15 ）基因

2 繁殖性状的候选基因研究进展

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2.6 骨形成蛋白 15 （ BMP15 ）基因

BMP15基因在卵母细胞中特异性表达，推动哺乳动物体内卵母细胞卵泡生长，同时阻止黄体成熟，从而对排卵有重要的调节作用。 ( Galloway 等， 2000)

在卵泡形成的全过程中 BMP15 蛋白和 mRNA 在卵母细胞中是有选择地被共表达的。 （ Otsuka 等， 2000 ）从生理学角度可以推测， BMP15 是一个卵母细胞特异性分子，它在卵泡形成期协同调节 GC （ BMP15配体的靶细胞）增殖和抑制 FSH依赖性细胞分化。

2 繁殖性状的候选基因研究进展

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2.6 骨形成蛋白 15 （ bone morphogenetic protein-15, BMP15 ）基因

侯振平等（ 2002 ）根据人、鼠和猪 BMP15基因，采用比较基因组学方法获得大白、梅山猪 BMP15基因包含 e

xon1 和 exon2 的全部编码区序列，并统计分析 exon2 区域 SpeI酶切位点多态性，发现不同品种间头胎产仔数、头胎产活仔数、经产产仔数、经产产活仔数存在极显著的差异（ p<0.01 ）。

2 繁殖性状的候选基因研究进展

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其它候选基因

Leptin 、 MyoG 、 PRL 、 NCOA1 、 BMPR1B 、ADAMTS1 、 PTGS2

2 繁殖性状的候选基因研究进展

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3 展望

繁殖性状，尤其产仔数是养猪生产中最重要的经济性状之一，提高每头母猪断奶仔猪将以最小的额外投入，增加养猪生产者的经济回报 。一般来说，产仔数的多少取决于品种（遗传），不同品种间产仔数（从 2 头到 20 头，平均 9到 10 头）和胚胎存活率（ 15-40% ）存在很大差异。产仔数表型标准差在 2.5到 3 头之间，遗传力为0.10到 0.15 (Legault, 1985; Johnson 等 , 1999) 。

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3 展望

中国梅山猪比欧洲和美国商品猪每窝多产 4到 5 头仔猪（ Haley 和 Lee ， 1993 ），比大白猪多排卵 7.1枚（ Hunter 等， 1996 ）。梅山猪多产基因导入欧洲和美国猪种中已产生了明显的商业价值。

只要将猪产仔数提高 1~1.5 头，英国养猪业每年可获得 7亿英镑的额外利润，而整个欧共体每年获得的额外利润将至少是 20亿英镑（ Clutter, 1995 ）。

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3 展望

候选基因挖掘和遗传资源开发的重要性

“若能把 BLUP （最佳线性无偏估计）、梅山猪和 ESR 基因的可能效应加以综合，那么在下一个十年内，每窝初生活仔数的遗传改进量将可能达到 4头。”

——英国育种学家 Webb （ 1999 ）

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