动物分子标记在家兔育种上的应用

现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2019/1/15 17:46:18 关注：581 评论： 我要投稿

  周  露，黄生强*
  （湖南农业大学动物科学技术学院，长沙  410128）

摘  要：随着现代分子生物学技术的飞速发展和进步，分子标记新技术应运而生。国内传统育种研究重点在地方品种、培育品种的种质评定等方面。生长、胴体、毛皮等性状的研究成为了分子遗传育种研究的重点。本文主要对家兔的毛皮、生长、繁殖、抗病等性状遗传多样性的候选基因进行了综述。
  关键词：分子标记；育种；家兔[1]
  分子标记技术能快速准确地从分子水平分析个体的基因组成，实现基因型的直接选择，进行分子育种，解决传统遗传中基因型所带来的偏差和抽样误差，提高选种准确率，加快优良品种的选种，推动分子标记在家兔育种中的应用。
  1  国内分子标记研究进展
  国内家兔分子标记辅助育种技术发展方兴未艾，正走向纵深，研究的候选基因更多了，关联的性状更广了。主要集中于毛皮相关性状、生长、繁殖和抗病等性状的分子标记方面。
  1.1  毛色性状
  高文玉[1]对控制家兔毛色的不同座位基因进行了归纳完善：影响家兔毛色的基因至少包含10个位点，野鼠色家兔毛色基因型是家兔毛色的基本基因型，其他家兔毛色来源于野鼠色家兔基因突变以及突变基因重组。何孟颉等[2]运用 PCR-SSCP 技术检测了与毛色相关的家兔MITF（小眼畸形相关转录因子）基因部分序列多态性，发现第三内含子区域存在1个SNP（C43T）。冯凯等[3]运用 PCR-RFLP及PCR-SSCP 方法研究了 5 个家兔群体 FGF5 基因多态性，发现285TCT287的 3bp Indel和T58C2两个突变，TCT Indel 只在毛兔中未检出，皖系长毛兔与其他群体，九嶷山兔与海狸色獭兔间基因型分布均差异极显著。高荣琨等[4]通过RT-PCR技术克隆获得了VC-獭兔的毛色相关基因MC1R 基因cDNA序列片段，共951bp，并预测其前体蛋白，分析了兔的MC1R基因编码蛋白与5个哺乳动物该蛋白的同源性，鉴定了14个突变位点和 VC-獭兔的5个特有变异位点，为进一步分析 MC1R 基因变异与毛色的关系奠定了基础。牛晓艳等[5]通过 PCR 产物直接测序方法获得白色和海狸色獭兔 MITF 基因部分外显子的序列信息，并比对两品种序列差异，初步筛选到外显子5的 113A/C、267G/A 和外显子7的131G/A 和123A/G4个变异位点可能与獭兔白色和海狸色的毛色差别有关系。朱亮等[6]研究了酪氨酸家兔Tyrp1、Tyr和Dct基因在白毛黑眼兔、日本大耳白兔、獭兔和青紫蓝兔4个品种皮肤组织的表达差异，结果发现，黑毛家兔皮肤组织中Tyrp1基因表达量明显高于白毛家兔，因而推测Tyrp1基因表达水平与黑、白毛色的形成有关。孙露露[7]利用qPCR方法验证了Wnt10、Shh 和SFRP2基因表达，然后通过分析这3个基因在皖系长毛兔和肉兔品种0～26周表达规律。李冰[8]利用组织切片HE方法研究胚胎期19~26日龄毛囊发育规律，及GHR、FCF5基因表达变化情况，结果发现毛囊在20日胎龄开始出现钉球，23~24日胎龄发育最活跃，25日胎龄基本成型，GHR 基因表达量先显著升高后降低，GCF5基因表达量无变化；秦立志[9]用芯片技术筛选获得全同胞青紫蓝色獭兔和白色獭兔背部皮肤组织差异表达基因89个并进行验证，克隆和检测Creb1基因序列但没有发现多态性。
  2015年，杨翠军等[10]采用最大似然法与邻接法对哺乳动物啮齿类和兔类MC1R 基因序列构建的分子进化树显示，彩色獭兔MC1R基因的分类学地位与在传统的形态学和生化特征分类的进化地位基本相同，说明MC1R基因对动物进化上具有极其重要的影响。郝晔等[11]利用PCR-SSCP技术研究了獭兔Tyrp1基因CDS序列的多态性，结果发现在Tyrp1基因位于外显子2上存在1个的同义突变，青紫蓝兔群体基因型为B，白色獭兔群体基因型为A ，且基因型分布差异明显，该基因位点可能与毛色的形成有关系。梁爽等[12]采用PCR-SSCP技术检测了4个家兔群体的MC1R基因的多态性，并分析了MC1R基因位点突变与家兔毛色之间的相关性。结果发现，MC1R基因外显子103-108位点发生了突变，A等位基因与白色、蛋白色等浅毛色性状相关，B等位基因与黑色、青紫蓝色及海狸色等深毛色性状相关。牛晓艳[13]等利用转录组测序分析了海狸色和白色獭兔皮肤差异表达基因，结果共获得275625个Unigene，12 408个差异表达基因，KEGG代谢通路分析发现细胞色素差异基因8个，其中CP2F1、CP2BB及GSTA4基因可能与獭兔毛色有关。
  1.2  生长和繁殖性状
  孙晓璇等[14]克隆兔神经肽W及其受体NPWR1基因并研究了其组织表达分布，结果发现在兔体内和脑内均广泛表达，预示该基因可能参与调节摄食、应激及繁殖等多种生理过程。乔西波等[15]研究了肉兔 MSTN（肌肉生长抑制素）基因多态性，结果发现只 5’端的存在1个SNP（T476C），该突变有增加活体重、胴体重等并减少滴水损失等有利遗传效应，它可以作为一种潜在的分子标记来提高家兔肉用性能。Zhang Zhao-Qin等[16]研究发现给力克斯兔补铁不仅上调了 CAT和SDH血清活性浓度还上调了肝脏细胞 CAT 和 SDH 基因 mRNA 表达，同时兔平均日增重和新毛皮面积均有增加；该研究结果不仅为力克斯兔日粮配方优化提供了有价值的参考，同时也说明CAT及SDH基因的表达可能与日增重和皮生长有一定关联。桑雷等[17]克隆获得福建黄兔母兔脑垂体促卵泡素β亚基（FSHβ）和卵泡抑制素βA亚基（INHBA）基因的cDNA 片段分别为390、1275bp，并与多个哺乳动物基因序列进行遗传进化分析发现，兔形目与灵长类有较近的进化关系，序列比对发现FSHβ克隆序列81和219bp处存在2个同义突变：C→T和 G→A。徐正刚等[18]研究发现基因mRNA和蛋白表达均显著降低（P<0.05），肌内脂肪含量也显著降低（P<0.05），说明PID1基因可能与肌内脂肪含量有关。
  刘芳等[19]发现塞北兔生长激素受体（基因第10外显子存在一处移码突变和一处无义突变，关联性分析发现AA基因型塞北兔的活体重、胴体重和前腿重均有显著提高（P<0.05），可作为塞北兔生长性状的主效候选基因。方恩浩[20]等研究发现新西兰兔肝脏组织的半乳糖凝集素－3（galectins-3）开放阅读框序列存在5个SNPs，产生11个不同的开发阅读框，同时发现兔肝脏中存在个别水平的半乳糖凝集素－3cDNA分子多样性。柳婧等[21]运用 CRISPR／Cas9技术成功敲除兔成纤维细胞的Myostatin 基因，为研究家兔 Myostatin基因功能奠定了基础。邝良德等[22]克隆齐兴肉兔二酰基甘油酰基转移酶1基因，发现DGAT1基因在家兔脂肪代谢中的生理功能。李维等[23]扩增比利时兔、加利福尼亚兔和新西兰兔解偶联蛋白2基因的外显子序列和部分内含子序列，筛选出8个SNPs；在新西兰兔解偶联蛋白1基因第2外显子与第1内含子局部序列中发现6个SNPs，UCP1基因是褐色脂肪组织存在的印迹基因，从而该为肉兔的育种研究提供依据。
  1.3  抗病抗逆性状
  冒留留等[24]研究了兔IL-10（白介素10）外显子多态性，结果发现外显子3和4分别存在3个和1个SNP，不同群体基因（型）频率有一定差异；哲名家等[25]克隆了兔FUT2（岩藻糖基转移酶）基因并获得其原核表达蛋白，可为兔瘟抗病育种研究提供帮助。蔡琳等[26]研究发现脂肪酸脱氢酶基因表达能够增强兔的固有免疫和获得性免疫。万小颖等[27]从新西兰白兔脾脏组织中克隆获得白介素10（IL－10）基因包含全部编码区的cDNA 序列，并对其系统发育、蛋白结构和免疫功能进行了生物信息学预测；万小颖等[28]，通过IL－10原核表达成功获取融合蛋白，免疫豚鼠后成功制备高效价的特异多克隆抗体；这一系列研究为探明IL－10基因的功能奠定了坚实基础。
  张娟丽[29]以新西兰肉兔为对象，分析了DEFB1、DEFB135、NP－53个基因与非特异性消化道疾病易感性的相关性，结果筛选到 NP－5基因ｒ.54C^A 位点消化道紊乱抗性基因A，该研究为揭示新西兰兔非特异性消化道紊乱分子基础和抗病育种打下了基础。肖正龙[30]和张文秀[31]分别研究了ATGI6L1和NOD2基因与非特异性消化道紊乱的关系，分别筛选到ATGI6L1基因ｃ.1482G^A 和NOD22基因ｃ.1818C^A、ｃ.2961T^C标记位点，同时，研究还发现NOD2－S2可变剪接体可能与该疾病有关联。张浩等[32]成功克隆获得卵透明带3（ZP3）基因，并进行了同源性比对和系统进化分析。杨发龙[33]等利用PCR-SSCP技术筛选4种肉兔Nramp1基因多态性，结果发现该基因外显子9的40ｂｐ处个1A→G 单核苷酸多态性。Lan等[34]研究新西兰白兔卵泡发育过程中GnRHR1、促性腺激素受体、PGR和PGRMC1蛋白和mRNA的表达水平和免疫定位，结果表明4个基因均在卵巢中有表达，且具有细胞类型特异性和卵泡发育阶段特异性。Zhang等[35]测序研究了5个品种兔（新西兰白兔、加利尼亚、弗朗德巨兔、青紫蓝和福建黄兔）TLR2基因编码区序列，发现11个SNPs，并对突基因变位点进行生物息学分析，研究为示TLR2基因抗病功能打下基础。
  2  展望
  综上，国内家兔分子育种研究相对较多，在生长发育、皮毛颜色、繁殖性状及抗病性状分子基础、功能基因、分子标记等均有涉及，而中国家兔实际生产中，包括人工授精等技术使用效果并不理想，因此，繁殖性状的分子标记研究不可忽视；分子遗传育种的基础研究是未来家兔产业发展的推进器。目前，家兔分子育种技术还在研发阶段，规模化应用还很难实现，更加需要科研人员的努力。
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  作者简介：周  露（1995-）男，汉族，湖南长沙人，硕士，主要从事动物遗传分子标记研究 E-mail:15576694507@163.com通讯作者：黄生强（1968-），男，汉族，湖南长沙人，博士，副教授，主要从事猪的分子遗传与育种研究。E-mail：hsq07@126.com