BMP15基因?qū)﹄u生產(chǎn)性能影響的研究進(jìn)展

李洪林 彭瓊 彭中友 喬艷龍 支銳

摘要：骨形態(tài)發(fā)生蛋白15 （BMP15）作為轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-B超家族成員之一，該基因由2個(gè)外顯子和1個(gè)較長(zhǎng)的內(nèi)含子組成，近幾年研究發(fā)現(xiàn)，該基因?qū)﹄u生產(chǎn)性能有著重要影響。主要介紹了BMP15基因的結(jié)構(gòu)，并歸納總結(jié)BMP15基因?qū)﹄u卵泡發(fā)育、基因多態(tài)性、體尺等雞生產(chǎn)性能影響的研究進(jìn)展，以期為研究BMP15基因?qū)﹄u生產(chǎn)性能的影響方面提供參考。

關(guān)鍵詞：BMP15;雞;生產(chǎn)性能;卵泡;基因多態(tài)性

雞生產(chǎn)性能直接影響?zhàn)B雞業(yè)的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益。隨著養(yǎng)雞業(yè)的迅猛發(fā)展和分子生物學(xué)技術(shù)的不斷提高，一些影響雞生產(chǎn)性能的候選基因也相繼被發(fā)現(xiàn)。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，骨形態(tài)發(fā)生蛋白15（以下簡(jiǎn)稱BMP15）基因表達(dá)參與或影響牛、小鼠、魚(yú)、綿羊、兔等動(dòng)物的卵泡合成、生殖、激素合成等。李平等研究貴州黑山羊BMP15基因多態(tài)性與產(chǎn)羔數(shù)關(guān)聯(lián)性分析發(fā)現(xiàn)，貴州黑山羊群體BMP15基因C6260G位點(diǎn)存在CC、GC、GG三種基因型，屬于中度多態(tài)，其多態(tài)性與貴州黑山羊產(chǎn)羔數(shù)顯著關(guān)聯(lián)（P<0.05）lll。王翔宇等研究發(fā)現(xiàn)，BMP15和GDF9基因相關(guān)突變可以造成小鼠繁殖力降低或不育[2]。Abadjieva等研究發(fā)現(xiàn)BMP15基因可影響家兔卵泡的發(fā)育[3];劉志偉通過(guò)異育銀鯽卵巢組織試驗(yàn)證明，BMP15可以促進(jìn)卵母細(xì)胞的發(fā)育，尤其是參與調(diào)控卵細(xì)胞的早期發(fā)育，且BMP15基因與GDF9基因協(xié)同作用誘導(dǎo)顆粒細(xì)胞的有絲分裂，可刺激卵泡細(xì)胞生長(zhǎng)及卵丘細(xì)胞增殖和成熟[4]。另有研究發(fā)現(xiàn)，BMP15基因?qū)﹄u卵泡發(fā)育、優(yōu)質(zhì)卵泡選擇及排卵等都有重要作用，并對(duì)雞體尺發(fā)育、蛋重、產(chǎn)蛋數(shù)等生產(chǎn)性能有重要影響[5-6]。本文較為全面地綜述了BMP15基因?qū)﹄u生產(chǎn)性能的影響，以期為BMP15基因在雞分子育種、生產(chǎn)性能等方面提供科學(xué)依據(jù)。

一、BMP15基因的結(jié)構(gòu)與表達(dá)

通過(guò)NCBI （National Center for Biotechnology informa-tion）檢索發(fā)現(xiàn)，雞的BMP15基因長(zhǎng)度為2866bp，定位于4號(hào)染色體上，由2個(gè)外顯子和1個(gè)較長(zhǎng)的內(nèi)含子組成，共編碼351個(gè)氨基酸。在對(duì)淮南麻黃雞、思州雞等的BMP15基因多態(tài)性檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)其存在多個(gè)突變位點(diǎn)[7]。BMP15基因轉(zhuǎn)錄的BMP15蛋白作為一種卵母細(xì)胞分泌因子，主要通過(guò)旁分泌調(diào)控顆粒細(xì)胞生長(zhǎng)、分化，促進(jìn)卵泡的早期發(fā)育，參與排卵卵泡的選擇，最終影響排卵數(shù)，研究發(fā)現(xiàn)其生物學(xué)功能是在胞外結(jié)合卵母細(xì)胞周?chē)w粒細(xì)胞/鞘細(xì)胞膜上的特異性受體表達(dá)，可通過(guò)影響固醇激素的合成反應(yīng)中的關(guān)鍵酶類(lèi)的表達(dá)，參與E2和P4生成的調(diào)控，其表達(dá)對(duì)卵泡發(fā)育、優(yōu)質(zhì)卵泡選擇及排卵等有重要作用[8-9]。

二、BMP15基因?qū)﹄u卵泡發(fā)育和成熟的影響

李金秋等通過(guò)研究BMP15基因?qū)﹄u卵泡顆粒細(xì)胞增殖及孕酮合成的影響發(fā)現(xiàn)，BMP15通過(guò)上調(diào)顆粒層中的基因表達(dá)等方式，從而達(dá)到抑制雞卵泡顆粒細(xì)胞增殖和促其分化、抑制表皮生長(zhǎng)因子（EGF）誘導(dǎo)的顆粒細(xì)胞增殖和促進(jìn)促卵泡生成素（FSH）誘導(dǎo)的孕酮合成等效果，對(duì)雞等級(jí)前卵泡、排卵前卵泡等均有調(diào)控作用[10];姚國(guó)瑜等在研究BMP15基因在淮南麻黃雞和邵伯雞群體的卵泡膜層和顆粒層中的表達(dá)模式及差異中發(fā)現(xiàn)，BMP15在雞的卵泡發(fā)育過(guò)程中的表達(dá)存在差異性，整個(gè)卵泡發(fā)育周期均為先上調(diào)后下降的表達(dá)趨勢(shì)，表達(dá)的最高峰為小黃卵泡時(shí)期，且顯著高于其他時(shí)期的表達(dá)量，在24周時(shí)不同時(shí)期卵泡的表達(dá)量均顯著高于43周[11];梁桂桃等通過(guò)熒光定量PCR的驗(yàn)證與BMP15在雞卵巢中表達(dá)量分析發(fā)現(xiàn)，雞未開(kāi)產(chǎn)和開(kāi)產(chǎn)卵巢中BMP15基因表達(dá)差異顯著，由此初步推測(cè)BMP15基因或許為寧都三黃雞母雞性早熟特色基因的候選基因[12]。Han等通過(guò)對(duì)400只萊蕪黑雞進(jìn)行測(cè)序發(fā)現(xiàn)了3個(gè)SNPs位點(diǎn)，且BMP15基因在卵泡中的表達(dá)量大小依次為：4mm >6-8mm> 15-19mm>23-29mm>33-34mm。其中，4mm和6-8mm直徑卵泡的mRNA水平顯著升高并且顯著高于其他卵泡（P<0.01）[13]。結(jié)果表明，BMP15在卵巢發(fā)育過(guò)程中起著重要作用。

三、BMP15基因?qū)﹄u產(chǎn)蛋性能的影響

產(chǎn)蛋性能是影響?zhàn)B禽業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo)之一。研究發(fā)現(xiàn)BMP15基因外顯子、內(nèi)含子區(qū)域都含有SNPs位點(diǎn)，經(jīng)過(guò)與蛋重、產(chǎn)蛋數(shù)、蛋白高度等產(chǎn)蛋性能關(guān)聯(lián)性分析發(fā)現(xiàn)，這些SNPs位點(diǎn)與多個(gè)地方雞種的產(chǎn)蛋性能有關(guān)。粟朝芝等在百宜黑雞BMP15基因的內(nèi)含子區(qū)域中共發(fā)現(xiàn)了7個(gè)SNPs，通過(guò)遺傳學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，其中有6個(gè)SNPs位點(diǎn)屬于中度多態(tài)，只有g(shù).1527C>T位點(diǎn)屬于低度多態(tài)，通過(guò)對(duì)百宜黑雞產(chǎn)蛋數(shù)、蛋重等繁殖性能與SNPs位點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性分析發(fā)現(xiàn)，BMP15基因有2個(gè)SNPs位點(diǎn)對(duì)百宜黑雞產(chǎn)蛋性能具有較大的遺傳效應(yīng)，其中g(shù).473A>C對(duì)蛋重有顯著影響（P>0.05），g.1527C>T對(duì)產(chǎn)蛋總數(shù)有顯著影響（P>0.05）[14]李洪林等在思州雞BMP15基因第1外顯子中發(fā)現(xiàn)4個(gè)SNPs位點(diǎn)，通過(guò)對(duì)思州雞蛋白高度、蛋長(zhǎng)徑等蛋品質(zhì)與SNPs位點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性分析發(fā)現(xiàn)，BMP15基因第一外顯子中397C/T位點(diǎn)、612C/T位點(diǎn)對(duì)其蛋白高度、哈氏單位、蛋黃重、蛋長(zhǎng)徑有顯著影響（P >0.05）[15]：王巧等在對(duì)一個(gè)地方雞種的BMP15基因2個(gè)外顯子的多態(tài)性分析中共發(fā)現(xiàn)了13個(gè)SNPs，其中，第一外顯子4個(gè)，第二外顯子9個(gè)，II個(gè)為無(wú)異議突變，其余為第一外顯子的C34T突變使亮氨酸變?yōu)楸奖彼幔诙怙@子G540A突變使甘氨酸變?yōu)榻z氨酸，且G540A位點(diǎn)的AA基因型與GA基因型產(chǎn)蛋數(shù)有顯著差異（P<0.05）[16];劉紅舉等通過(guò)直接測(cè)序方法檢測(cè)488只五星黃雞H、L系母雞的BMP15基因發(fā)現(xiàn)，其2個(gè)外顯子中共有13個(gè)SNPs，經(jīng)過(guò)SNPs位點(diǎn)與產(chǎn)蛋數(shù)的關(guān)聯(lián)性分析發(fā)現(xiàn)，C34T位點(diǎn)對(duì)H系產(chǎn)蛋數(shù)的影響顯著（P<0.05），CT基因型比TT基因型產(chǎn)蛋數(shù)少9.6枚，G540A位點(diǎn)對(duì)L系產(chǎn)蛋數(shù)的影響顯著（P<0.05），GA基因比AA基因型產(chǎn)蛋數(shù)少16.7枚[17]。HUANG等采用DNA測(cè)序和PCR-RFLP方法檢測(cè)BMP15第一外顯子具有A111G、C231T、C34T等3個(gè)SNP，其中C34T導(dǎo)致亮氨酸被苯丙氨酸取代，且關(guān)聯(lián)分析結(jié)果表明，C34T對(duì)300日齡和初產(chǎn)日齡蛋雞的產(chǎn)蛋量有影響[18]。

四、BMP15基因?qū)﹄u其他生產(chǎn)性能的影響

環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)、遺傳等因素均可影響雞的生產(chǎn)性能，研究表明BMP15基因?qū)﹄u生產(chǎn)性能有影響。BMP15基因具有多態(tài)性，其多態(tài)性對(duì)不同雞種和同一雞種不同品系的開(kāi)產(chǎn)體重、開(kāi)產(chǎn)日齡等生產(chǎn)性能的影響不同。婁秋宏等檢測(cè)到京海黃雞BMP15基因有4個(gè)突變位點(diǎn)，將突變位點(diǎn)與其生長(zhǎng)及繁殖性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析發(fā)現(xiàn)，g.474A>G位點(diǎn)的AG基因型個(gè)體6周齡體重顯著低于AA、GG基因型個(gè)體（P<0.05）[19];金恒等以195個(gè)純種寧都黃雞母雞群體樣本為試驗(yàn)材料，以BMP15基因?yàn)楹蜻x基因，在對(duì)BMP15基因兩個(gè)外顯子直接測(cè)序時(shí)發(fā)現(xiàn)12個(gè)SNPs突變位點(diǎn)，與寧都黃雞兩批次群體生長(zhǎng)、繁殖性狀關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)c.633C>T與開(kāi)產(chǎn)冠高、開(kāi)產(chǎn)冠長(zhǎng)和開(kāi)產(chǎn)體重極顯著或顯著相關(guān)[20];王賽賽等為了分析BMP15在雛雞和成年雞主要器官中表達(dá)水平，采用RT-PCR方法分析BMP15在雛雞、成年雞主要器官中的表達(dá)情況，結(jié)果表明，BMP15在成年雞母雞各器官均有表達(dá)，公雞僅肝中有表達(dá)，BMP15在成年雞表達(dá)水平顯著高于雛雞（P< 0.05）[21]。

五、小結(jié)

BMP15基因的結(jié)構(gòu)與功能已被研究了數(shù)十年，大量研究結(jié)果表明，BMP15基因?qū)﹄u的卵泡發(fā)育、產(chǎn)蛋個(gè)數(shù)、開(kāi)產(chǎn)日齡等方面都有一定影響。通過(guò)對(duì)BMP15基因在不同雞種、品系和群體中的研究，可以把BMP15基因作為候選基因?qū)﹄u繁殖性狀進(jìn)行標(biāo)記輔助選擇，利用現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)特定基因進(jìn)行合理改造是快速獲得高繁殖力動(dòng)物的有效手段，通過(guò)基因組編輯技術(shù)對(duì)雞的BMP15基因序列進(jìn)行精確的遺傳修飾，以此縮短育種周期，并提高選擇準(zhǔn)確性。對(duì)雞品種、品系的選擇與改良都有著重要的意義。

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