bmprib基因多態性與綿羊產酪數和生長發育的關系

繁殖和生長發育是綿羊的重要經濟特征，尤其是羔羊的數量和生長速度是決定養羊業效果的重要因素。近年來,國外3個研究小組幾乎同時發現,控制Booroola美利奴羊多胎的主效基因(FecB基因)實質是綿羊骨形態發生蛋白受體IB基因(bonemorphogeneticproteinreceptorIB,BMPR-IB)編碼區746位上發生了A→G轉換,使受體細胞內激酶區編碼蛋白由野生型的谷胺酰氨變為Booroola多胎羊的精氨酸(Q249R),并建立了PCR-RFLP檢測方法。過去對FecB基因的研究主要集中在生殖內分泌、卵巢發育、排卵率以及產羔數等方面;我國也先后報道在湖羊和小尾寒羊中都發現存在FecB基因,但有關該基因在我國現有綿羊品種中的分布以及對產羔數和生長發育的影響還未見詳細報道。本研究以BMPR-IB基因為候選基因,通過分析該基因在7個不同綿羊群體中的多態性分布及其與產羔數和生長發育性狀的關系,旨在探討BMPR-IB基因是否為決定我國湖羊高繁殖力的主效基因以及能否作為湖羊繁殖性狀輔助選擇的分子標記,為綿羊選育和雜交改良提供理論依據。1材料和方法1.1樣品和樣品來源湖羊樣品分別來自蘇州市畜牧局種羊場(117只)、上海永輝種羊場(87只)和江蘇省吳縣東山鎮湖羊保種區(101只);夏洛來(21只)、陶賽特(56只)和薩?？?22只)樣品均來自新疆農六師新湖種羊場;中國美利奴肉用多胎品系綿羊(53只)、中國美利奴羊(50只)和羅米麗羊(46只)樣品均來自新疆農八師紫泥泉種羊場。每只羊在耳尖部用75%酒精棉球消毒后用耳缺鉗取耳皮膚組織約5g,采用酚-氯仿法抽提基因組DNA,-20℃保存備用。1.2ava酶pcr檢測參照Davis等報道的方法由上海生工生物技術公司合成用于BMPR-IB基因擴增的引物,在下游引物3′端引入一個錯配堿基,從而引入一個限制性內切酶(AvaⅡ)酶切位點(G|GTCC)。引物序列如下:上游引物:5′-CCAGAGGACAATAGCAAAGCAAA-3′;下游引物:5′-CAAGATGTTTTCATGCCTCATCAACAGGTC-3′PCR反應程序:94℃預變性5min;94℃30s,60℃30s,72℃30s,循環30次;72℃延伸5min。取PCR產物4μL并參照AvaⅡ酶(大連寶生物公司產品)說明書添加各種試劑,過夜。酶切產物經8%聚丙烯酰胺凝膠電泳,銀染顯色。分子量標準物為PBR322/MSPⅠDNAMarker(華美公司產品)。選取不同基因型的檢測樣品,PCR產物經純化后由上海申能博彩公司完成測序。1.3r-ib基因缺失菌株b+型的鑒定綿羊基因組DNA經PCR擴增,產生190bp的特異性條帶,BMPR-IB基因突變攜帶者基因組PCR擴增產物經酶切后只有160bp+30bp的片段,定義為BB型;而有190bp和160bp+30bp片段的定義為B+型;只有190bp片段的定義為++型(圖1)。1.4空腹稱重的測量對所選綿羊個體(2～4歲)進行產羔數統計;在出生當天、90日齡和120日齡時空腹稱重,體尺按照文獻介紹的方法進行測量;用SPSS11.0軟件對產羔數和體尺、體重進行統計分析,結果用xˉ±SDxˉ±SD表示。2結果與分析2.1種基因型的檢測BMPR-IB基因PCR-RFLP產物經聚丙烯酰胺凝膠電泳后出現清晰的條帶(圖1)。測序結果表明,湖羊在BMPR-IB基因的相應位置上發生了與Booroola美利奴羊相同的突變(A746G),與電泳檢測結果完全一致。對所有供試綿羊樣品進行檢測,共檢測到3種基因型,其基因型及其頻率分布見表1。除在中國美利奴肉用多胎品系羊中檢測到3種基因型外,在其他品種(系)中均只檢出一種基因型,湖羊全部為BB基因型,薩?？?、陶賽特、夏洛來、中國美利奴羊、羅米麗羊均為++基因型(表1),各基因型在不同品種間分布極不平衡。2.2ppp1.3基因型++基因型民法群體第一胎產瞳數由表2可見,BB和B+基因型群體第一胎產羔數分別為2.0和1.5,二者差異顯著(P<0.05);同時,BB基因型群體第一胎產羔數極顯著高于++基因型群體(P<0.01);但B+和++基因型群體之間差異不顯著(P>0.05)。BB和B+基因型綿羊比++基因型綿羊總體平均分別多產1.6和1.1羔,均極顯著高于++基因型群體(P<0.01);BB基因型綿羊比B+基因型綿羊總體平均多產0.5羔,但二者差異不顯著(P>0.05)。2.3型或b+b+/表1+2/表2/表2由表3可見,無論是初生重、90日齡,還是120日齡,基因型為BB和B+的綿羊以及基因型++的綿羊,體重依次遞減。特別是90日齡時,基因型為BB或B+的綿羊體重均顯著大于基因型為++的綿羊(P<0.05),但此差異在120日齡時消失。2.4++基因型群體的生長情況在90日齡時,BB基因型和B+基因型群體比++基因型群體的胸圍和胸寬較大,都達到顯著差異水平(P<0.05)。在120日齡時,體尺之間的差異逐漸減小(表4)。3不同基因型群體的產殖數和產油數差異湖羊是我國特有的、世界著名的多胎綿羊品種之一,其多胎性很早就引起許多育種學家的關注,有關其內分泌機制和表型特點已進行了廣泛的研究,在此基礎上對其進行了選育,使產羔數有了明顯提高,并提出存在控制其多胎的主效基因的可能性。從統計結果來看,湖羊的生育高峰出現在第二胎之后。國內首先通過對12只湖羊的檢測發現湖羊存在FecB基因,在小尾寒羊和中國美利奴多胎品系中也發現該基因的存在,并認為該基因是小尾寒羊多產性能的主效基因。新疆農墾科學院畜牧獸醫研究所自1981年開始從中國美利奴羊(新疆軍墾型A品系)中將多胎公母羊集中起來進行累代選育,并導入湖羊血統,通過嚴格選擇、大量淘汰和橫交固定等手段,育成中國美利奴肉用和毛用多胎品系,并且在產毛和繁殖性能方面都有了較大提高,說明利用湖羊的高產性能進行品種改良,可以提高綿羊的繁殖性能。據報道,BMPR-IB基因突變通過增加排卵數來增加產羔數,該基因以加性方式發生作用,對胎產羔數呈部分顯性效應,每個拷貝的FecB基因平均可增加1只羔羊。根據主基因判斷標準,當基因純合時能增加0.5個排卵數,單拷貝時能增加超過0.2個排卵數。本研究對53只中國美利奴肉用多胎品系綿羊的產羔數進行分析,證明BB和B+基因型群體比++基因型群體第一胎產羔數分別多0.9只和0.4只;BB和B+基因型群體比++基因型群體總體平均產羔數多1.6只和1.1只,與上述報道基本一致,并且可以認為BMPR-IB基因為中國美利奴肉用多胎品系多產性能的主基因。國外報道BB基因型對羔羊早期的生長有不利影響,在妊娠期間,BB/B+基因型胚胎比++基因型胚胎體重較輕且體長相對較短,在出生后發育相對滯后。而本研究發現BB/B+基因型綿羊比++基因型綿羊在90日齡生長較快,120日齡時差異不明顯,出現這種差異的原因,可能與不同綿羊品種、不同年齡發育階段以及體內外環境有關。本研究通過檢測大量樣本進一步證實,BMPR-IB基因在湖羊中只有BB基因型,從分子水