bmprib基因多态性与绵羊产酪数和生长发育的关系

bmprib基因多态性与绵羊产酪数和生长发育的关系

繁殖和生长发育是绵羊的重要经济特征，尤其是羔羊的数量和生长速度是决定养羊业效果的重要因素。近年来,国外3个研究小组几乎同时发现,控制Booroola美利奴羊多胎的主效基因(FecB基因)实质是绵羊骨形态发生蛋白受体IB基因(bonemorphogeneticproteinreceptorIB,BMPR-IB)编码区746位上发生了A→G转换,使受体细胞内激酶区编码蛋白由野生型的谷胺酰氨变为Booroola多胎羊的精氨酸(Q249R),并建立了PCR-RFLP检测方法。过去对FecB基因的研究主要集中在生殖内分泌、卵巢发育、排卵率以及产羔数等方面;我国也先后报道在湖羊和小尾寒羊中都发现存在FecB基因,但有关该基因在我国现有绵羊品种中的分布以及对产羔数和生长发育的影响还未见详细报道。本研究以BMPR-IB基因为候选基因,通过分析该基因在7个不同绵羊群体中的多态性分布及其与产羔数和生长发育性状的关系,旨在探讨BMPR-IB基因是否为决定我国湖羊高繁殖力的主效基因以及能否作为湖羊繁殖性状辅助选择的分子标记,为绵羊选育和杂交改良提供理论依据。1材料和方法1.1样品和样品来源湖羊样品分别来自苏州市畜牧局种羊场(117只)、上海永辉种羊场(87只)和江苏省吴县东山镇湖羊保种区(101只);夏洛来(21只)、陶赛特(56只)和萨福克(22只)样品均来自新疆农六师新湖种羊场;中国美利奴肉用多胎品系绵羊(53只)、中国美利奴羊(50只)和罗米丽羊(46只)样品均来自新疆农八师紫泥泉种羊场。每只羊在耳尖部用75%酒精棉球消毒后用耳缺钳取耳皮肤组织约5g,采用酚-氯仿法抽提基因组DNA,-20℃保存备用。1.2ava酶pcr检测参照Davis等报道的方法由上海生工生物技术公司合成用于BMPR-IB基因扩增的引物,在下游引物3′端引入一个错配碱基,从而引入一个限制性内切酶(AvaⅡ)酶切位点(G|GTCC)。引物序列如下:上游引物:5′-CCAGAGGACAATAGCAAAGCAAA-3′;下游引物:5′-CAAGATGTTTTCATGCCTCATCAACAGGTC-3′PCR反应程序:94℃预变性5min;94℃30s,60℃30s,72℃30s,循环30次;72℃延伸5min。取PCR产物4μL并参照AvaⅡ酶(大连宝生物公司产品)说明书添加各种试剂,过夜。酶切产物经8%聚丙烯酰胺凝胶电泳,银染显色。分子量标准物为PBR322/MSPⅠDNAMarker(华美公司产品)。选取不同基因型的检测样品,PCR产物经纯化后由上海申能博彩公司完成测序。1.3r-ib基因缺失菌株b+型的鉴定绵羊基因组DNA经PCR扩增,产生190bp的特异性条带,BMPR-IB基因突变携带者基因组PCR扩增产物经酶切后只有160bp+30bp的片段,定义为BB型;而有190bp和160bp+30bp片段的定义为B+型;只有190bp片段的定义为++型(图1)。1.4空腹称重的测量对所选绵羊个体(2～4岁)进行产羔数统计;在出生当天、90日龄和120日龄时空腹称重,体尺按照文献介绍的方法进行测量;用SPSS11.0软件对产羔数和体尺、体重进行统计分析,结果用x¯±SDx¯±SD表示。2结果与分析2.1种基因型的检测BMPR-IB基因PCR-RFLP产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳后出现清晰的条带(图1)。测序结果表明,湖羊在BMPR-IB基因的相应位置上发生了与Booroola美利奴羊相同的突变(A746G),与电泳检测结果完全一致。对所有供试绵羊样品进行检测,共检测到3种基因型,其基因型及其频率分布见表1。除在中国美利奴肉用多胎品系羊中检测到3种基因型外,在其他品种(系)中均只检出一种基因型,湖羊全部为BB基因型,萨福克、陶赛特、夏洛来、中国美利奴羊、罗米丽羊均为++基因型(表1),各基因型在不同品种间分布极不平衡。2.2ppp1.3基因型++基因型民法群体第一胎产瞳数由表2可见,BB和B+基因型群体第一胎产羔数分别为2.0和1.5,二者差异显著(P<0.05);同时,BB基因型群体第一胎产羔数极显著高于++基因型群体(P<0.01);但B+和++基因型群体之间差异不显著(P>0.05)。BB和B+基因型绵羊比++基因型绵羊总体平均分别多产1.6和1.1羔,均极显著高于++基因型群体(P<0.01);BB基因型绵羊比B+基因型绵羊总体平均多产0.5羔,但二者差异不显著(P>0.05)。2.3型或b+b+/表1+2/表2/表2由表3可见,无论是初生重、90日龄,还是120日龄,基因型为BB和B+的绵羊以及基因型++的绵羊,体重依次递减。特别是90日龄时,基因型为BB或B+的绵羊体重均显著大于基因型为++的绵羊(P<0.05),但此差异在120日龄时消失。2.4++基因型群体的生长情况在90日龄时,BB基因型和B+基因型群体比++基因型群体的胸围和胸宽较大,都达到显著差异水平(P<0.05)。在120日龄时,体尺之间的差异逐渐减小(表4)。3不同基因型群体的产殖数和产油数差异湖羊是我国特有的、世界著名的多胎绵羊品种之一,其多胎性很早就引起许多育种学家的关注,有关其内分泌机制和表型特点已进行了广泛的研究,在此基础上对其进行了选育,使产羔数有了明显提高,并提出存在控制其多胎的主效基因的可能性。从统计结果来看,湖羊的生育高峰出现在第二胎之后。国内首先通过对12只湖羊的检测发现湖羊存在FecB基因,在小尾寒羊和中国美利奴多胎品系中也发现该基因的存在,并认为该基因是小尾寒羊多产性能的主效基因。新疆农垦科学院畜牧兽医研究所自1981年开始从中国美利奴羊(新疆军垦型A品系)中将多胎公母羊集中起来进行累代选育,并导入湖羊血统,通过严格选择、大量淘汰和横交固定等手段,育成中国美利奴肉用和毛用多胎品系,并且在产毛和繁殖性能方面都有了较大提高,说明利用湖羊的高产性能进行品种改良,可以提高绵羊的繁殖性能。据报道,BMPR-IB基因突变通过增加排卵数来增加产羔数,该基因以加性方式发生作用,对胎产羔数呈部分显性效应,每个拷贝的FecB基因平均可增加1只羔羊。根据主基因判断标准,当基因纯合时能增加0.5个排卵数,单拷贝时能增加超过0.2个排卵数。本研究对53只中国美利奴肉用多胎品系绵羊的产羔数进行分析,证明BB和B+基因型群体比++基因型群体第一胎产羔数分别多0.9只和0.4只;BB和B+基因型群体比++基因型群体总体平均产羔数多1.6只和1.1只,与上述报道基本一致,并且可以认为BMPR-IB基因为中国美利奴肉用多胎品系多产性能的主基因。国外报道BB基因型对羔羊早期的生长有不利影响,在妊娠期间,BB/B+基因型胚胎比++基因型胚胎体重较轻且体长相对较短,在出生后发育相对滞后。而本研究发现BB/B+基因型绵羊比++基因型绵羊在90日龄生长较快,120日龄时差异不明显,出现这种差异的原因,可能与不同绵羊品种、不同年龄发育阶段以及体内外环境有关。本研究通过检测大量样本进一步证实,BMPR-IB基因在湖羊中只有BB基因型,从分子水