大白豬FUT1和PRLR基因多態(tài)性與產(chǎn)仔性狀的關(guān)聯(lián)分析

謝 蘇，孫曉梅，孫義姍，黃 濤

(石河子大學動物科技學院,新疆 石河子 832000）

對于生豬養(yǎng)殖行業(yè)來說，母豬產(chǎn)仔數(shù)是一個非常重要的繁殖性狀，也是一個非常重要的經(jīng)濟性狀，可以說產(chǎn)仔數(shù)直接影響到豬場經(jīng)濟效益的高低[1]。因此，提高母豬的產(chǎn)活仔數(shù)一直是動物科學研究和養(yǎng)豬生產(chǎn)的主要工作之一。而隨著分子生物學技術(shù)的飛速發(fā)展，分子繁育理論已經(jīng)成為了現(xiàn)代育種的主流方法。

FUT1基因定位于6號染色體[2]，然而在這個染色體區(qū)域附近已經(jīng)發(fā)現(xiàn)與豬產(chǎn)仔性狀相關(guān)[3]。一直以來，F(xiàn)UT1基因作為F18大腸桿菌的一個抗性候選基因，與仔豬水腫病、腹瀉等疾病相關(guān)，對繁殖性能造成很大的影響，故將其視為豬產(chǎn)仔數(shù)的一個候選基因[4]。

PRLR(催乳素受體基因)也是母豬繁殖性狀上的一個候選基因，在動物生長發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用[5]。儲明星[6]研究發(fā)現(xiàn)，當催乳素受體基因發(fā)生突變時會引起動物的生殖受阻以及繁殖功能障礙。Terman等[7]研究表明， PRLR不同的基因型對初產(chǎn)母豬的產(chǎn)仔數(shù)有顯著差異。

試驗對本地大白豬進行了研究，檢測了大白豬FUT1和PRLR的基因多態(tài)性,并分析了其單個基因的基因型和合并基因型與豬繁殖性狀之間的關(guān)系，目的是為母豬高產(chǎn)仔性狀的分子標記輔助選擇提供理論支撐，最終達到在實踐生產(chǎn)中選育出繁殖性狀更加優(yōu)秀的豬群。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所選用的909頭大白母豬均來自新疆正大種豬場。采集耳組織樣本，放入含有1 ml 75%酒精的Eppendoff管內(nèi)，迅速裝入冰盒帶回實驗室，并于-20℃保存，以備后續(xù)進行樣本組織DNA的提取。此外還搜集整理了樣本群體第二胎的總產(chǎn)仔數(shù)、總活仔數(shù)、窩重、健仔數(shù)、木乃伊胎、死胎等與繁殖性狀相關(guān)的數(shù)據(jù)資料備用。

1.2 主要儀器和試劑

試驗中使用的主要儀器與試劑如表1所示。

1.3 試驗方法

1.3.1 DNA的提取

用DNA抽提試劑盒提取母豬耳組織樣的基因組DNA，檢測其濃度，保存于-20℃?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 引物

利用NCBI和Primer 5.0選擇FUT1與PRLR基因PCR擴增引物的引物序列，通過生工生物工程（上海）股份有限公司合成，引物序列信息見表2。

表1 主要儀器和試劑

1.3.3 PCR擴增

PCR 反應體系 25μL ：2×Es Taq Master Mix 12.5μL，上、下游引物各0.5μL，模板 DNA 1 μL，去離子水10.5μL。

PCR反應條件：94℃變性4 min，35次循環(huán)(94℃，30 s；60℃/57℃，30 s；72℃，30 s)，72℃延伸5 min。

1.3.4 RFLP酶切分型

PCR反應結(jié)束后進行酶切，酶切以后每個樣取10μL進行電泳檢測，若出現(xiàn)片段大小符合的明亮目的條帶，方可進入下一步。

PRLR基因酶切反應：13μL PCR產(chǎn)物、0.5μL AluⅠ及1.5μL Buffer，37 ℃水浴 4 h，酶切反應后取酶切產(chǎn)物8μL用2.0 %的瓊脂糖凝膠電泳檢測分型。

FUT1基因酶切反應：8.5μL PCR 產(chǎn)物、0.5μL HhaⅠ和1μL Buffer，37℃水浴3 h，然后取酶切產(chǎn)物8μL用2.0%的瓊脂糖電泳檢測分型。

1.4 統(tǒng)計分析方法

圖1 FUT1基因PCR產(chǎn)物檢驗

圖2 FUT1基因PCR-RFLP電泳分型

圖3 PRLR基因PCR產(chǎn)物檢驗

圖4 PCR-PRLR基因電泳分型

用Excel表格計算基因頻率等，并對基因型分布進行哈代溫伯格平衡檢驗，用SPSS 19.0分析總活仔數(shù)、健仔數(shù)等繁殖性狀在不同基因型之間的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 PCR-RFLP結(jié)果

FUT1：用限制性內(nèi)切酶HhaⅠ將FUT1的PCR產(chǎn)物酶切，通過 2% 的瓊脂糖凝膠電泳分型（見圖1、圖2）。

PRLR：用限制性內(nèi)切酶 Alu Ⅰ將 PRLR 的 PCR 產(chǎn)物 酶 切， 通過 2% 的瓊脂糖凝膠電泳分型（見圖3、圖 4）。

2.2 各基因頻率、基因型頻率及群體遺傳特性

2.2.1 各基因型頻率、基因頻率

各基因型頻率、基因頻率如表3所示。

2.2.2 基因遺傳特性

基因遺傳特性結(jié)果如表4所示。

表2 引物設(shè)計

表3 PRLR和FUT1基因的基因型頻率及等位基因頻率

表4 基因多態(tài)信息含量（PIC）、雜合度（H）、有效等位基因數(shù)（Ne）及卡方檢驗（χ2）

2.3 基因多態(tài)性與豬繁殖性狀的關(guān)聯(lián)分析

2.3.1 單個基因多態(tài)性與豬繁殖性狀的關(guān)聯(lián)分析

對于PRLR基因，AA型個體窩重比BB型個體顯著高出0.84 kg/胎（P＜0.05），各基因型間其他繁殖性狀上均無顯著差異（表5）。對于FUT1基因，AA型個體死胎顯著比BB型少0.31頭/胎（P＜0.05），AA型個體總活仔數(shù)比AB型個體高1.30頭/胎（P＜0.05），其他繁殖性狀上各基因型間均無顯著差異（表 5）。

2.3.2 合并基因型與豬繁殖性狀的關(guān)聯(lián)分析

在所檢測的大白豬群PRLR與FUT1合并基因型中，在總活仔數(shù)性狀上，BBAA型個體分別比BBAB型和BBBB型高出3.09頭/胎（P＜0.05）和3.04頭/胎（P＜0.05），BBAB與BBBB差異不顯著；在木乃伊胎性狀上，其他各基因型均少于BBAB型個體，并呈現(xiàn)這樣的關(guān)系：其他基因型＞ABAA＞BBAA（P＜0.01）（表6）。因此，在大白豬中PRLR-FUT1最優(yōu)分子標記組合為BBAA。

3 討論與結(jié)論

3.1 結(jié)果討論

研究表明，F(xiàn)UT1基因有兩個位點是仔豬抗F18大腸桿菌的重要變異位點[8]。大量研究發(fā)現(xiàn)，該基因與仔豬腹瀉顯著相關(guān)[9-11]，而近年來發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)UT1基因與豬的產(chǎn)仔性狀相關(guān)[12]。鞠慧萍等[13]研究發(fā)現(xiàn)FUT1 的AB基因型個體繁殖性能均高于BB基因型個體，在第1胎中，AB與BB個體的斷奶仔豬數(shù)差異顯著（P＜0.05），在經(jīng)產(chǎn)胎次中，AB與BB個體的總產(chǎn)仔數(shù)差異顯著。根據(jù)張引紅等[14]的研究表明，F(xiàn)UT1基因AA與BB型產(chǎn)仔數(shù)差異顯著，AA與AB、AB與BB產(chǎn)仔數(shù)差異不顯著，且其多態(tài)性對豬的活產(chǎn)仔數(shù)的影響不顯著。張新銀等[15]研究發(fā)現(xiàn)FUT1不同基因型對豬總產(chǎn)仔數(shù)和總產(chǎn)活仔數(shù)沒有顯著影響（P＞0.05）。在本研究大白豬群體中，F(xiàn)UT1基因型頻率關(guān)系在大白豬為BB＞AB＞AA，優(yōu)勢基因是B基因，優(yōu)勢基因型為BB，AA型個體死胎顯著比BB型少，AA型個體總活仔數(shù)顯著高于AB型個體，這說明AA基因型可能與大白豬死胎性狀呈負相關(guān)，與總活仔數(shù)呈正相關(guān)，對其AA基因型個體進行合理選留，或許會降低大白豬的死胎率，增加活仔數(shù)量，提高豬場經(jīng)濟效益。

PRLR也是母豬繁殖性狀的主效基因之一[2]，Rothschild等[16]最先于豬的16號染色體PRLR基因第10外顯子上檢測到了1個AluⅠ多態(tài)位點。PRLR基因型多態(tài)性位點與豬的總產(chǎn)仔數(shù)和產(chǎn)活仔數(shù)顯著相關(guān)[17]。李娜等[18]表明不同基因型均顯著影響大漢梅豬的產(chǎn)仔性能 (P＜ 0.05)。 RCLinvile等[19]研究發(fā)現(xiàn)，有利等位基因A提高了豬群的排卵數(shù)、總產(chǎn)仔數(shù)以及降低了木乃伊胎率。Vincent[20]研究結(jié)果表明PRLR中A基因是促進母豬高產(chǎn)的基因。但也有一些研究結(jié)果未發(fā)現(xiàn)其多態(tài)性與繁殖性狀的關(guān)聯(lián)關(guān)系。如張淑君等[21]研究表明 PRLR基因不同基因型對母豬產(chǎn)仔性狀無顯著影響。還有研究表明，PRLR上A等位基因?qū)Ξa(chǎn)仔數(shù)有利，但對豬的初情期年齡和窩平均乳頭數(shù)不利[22]。本研究大白豬群體中，PRLR基因型頻率關(guān)系為AB＞AA＞BB，優(yōu)勢基因是A基因，優(yōu)勢基因型為AB，AA型個體的窩重顯著高于BB型個體，這可以理解為純合A基因與大白豬窩重性狀呈正相關(guān)，若對其A基因進行科學的選育，可能會更加有效的增加大白仔豬的窩重，從而提高母豬的繁殖生產(chǎn)性能。

表5 PRLR 和FUT1基因多態(tài)性與母豬繁殖性狀的關(guān)聯(lián)分析

表6 PRLR和FUT1合并基因型與大白豬繁殖性狀的關(guān)聯(lián)分析

王立辛等[23]研究表明，單個基因型的遺傳效應要低于合并基因型的遺傳效應。在本研究大白豬群中，PRLR-FUT1不同的合并基因型在總活仔數(shù)、窩重、木乃伊性狀上皆有顯著性差異。PRLR-FUT1在總活仔數(shù)性狀上BBAA型個體顯著比BBAB型和BBBB型要高；在窩重性狀上，BBAB型個體顯著高于AAAB型、AABB型和ABBB型；在木乃伊胎性狀上，BBAB型個體極顯著高于其他各基因型。

3.2 結(jié)論

通過實驗結(jié)果比較分析，在大白豬中PRLR-FUT1最優(yōu)分子標記組合為BBAA，其次是基因組合ABAA，雖然其樣本量分別只有3個和10個，但其綜合生產(chǎn)性能均顯著高于PRLR-FUT1中其他組合基因型。這提示我們，優(yōu)勢基因并不一定就是高產(chǎn)基因，超高產(chǎn)基因往往可能只占群體的極少數(shù)，并且在不同的遺傳背景下很容易被低產(chǎn)優(yōu)勢基因覆蓋掉，甚至可能會被我們忽略掉，所以這種高產(chǎn)劣勢基因可以作為我們在今后的選種選育工作中的一個方向。同時要盡量維持選育群體外部影響因素的一致性，以保障分子標記輔助選擇的精確性，以期在實際生產(chǎn)中選育出繁殖力更高的豬群。