猪繁殖相关性状遗传标记研究进展

赵志超，黄 涛，李大全

（石河子大学动物科技学院，新疆 石河子 832003）

猪的繁殖力是影响养猪业生产效益的主要因素，对猪产仔数性状的选育和改良是猪育种工作的主要目标之一。由于猪繁殖性状是限性表达的低遗传力性状，通过常规育种技术选育很难在短期内获得较大的遗传进展。随着分子生物学和分子遗传学理论和技术的不断发展，从分子水平上寻找控制猪产仔数的主基因并应用到育种实践中，进行标记辅助选择，已成为可能。本文对与猪繁殖力相关的QTL和候选基因研究进展进行综述。

1 猪繁殖性状QTL定位情况

1.1 精液品质相关QTL

Xing等利用54个全同胞家系的206头F2代白色杜洛克×二花脸种公猪，针对183个微卫星标记，定位了可能影响种公猪射精量和射精次数的QTL，分别位于15号和17号染色体。Sironen等利用SNP芯片将精子圆形顶体缺失症（knobbed acrosome defect，KAD）定位在猪15号染色体上0.7 Mbp的区域内。

1.2 产仔数相关QTL

Paszek等利用基因组扫描的方法发现在猪7、8号染色体上可能存在影响死胎数的QTL。Wilkie等的研究证实了存在该QTL并将其定位于8 号染色体末段靠近SO227标记1 cm的区域内并估计其加性效应为-0.31头，显性效应为-0.57头；Yasue等利用小型猪和梅山猪杂交发现，在6号染色体上可能存在个终止胎儿发育的基因或基因群，并证实该区域位于标记SW855和SW122之间约7 cm的染色体片段上。José L Noguera 等在对一个Iberian×梅山的资源群的研究中发现了基因组水平极显著的QTL：SSC13上的QTL来源于梅山，加性效应为+0.71产活仔数和+0.61总产仔数；SSC17上的QTL来源于Iberian猪，效应为+0.73 产活仔数和+0.68总产仔数。K. Li等[1]用基因组扫描的方法对猪的染色体进行分析，并用最小二乘法对QTL进行分析显示在猪染色体SSC15的88cM上存在着影响活产仔数位点，该位点并对仔猪出生总数存在着潜在影响。另外有研究报道， 在猪的4 号、6 号、7 号、8 号和15 号染色体上也存在着显著影响产仔数的QTL。

1.3 排卵数相关QTL

Wilkie 等、Braunschweig等和Campbell等在SSC8检测到排卵数或黄体数QTL。Sato 等和Rohrer等在SSC3上发现了排卵数QTL。Cassady 等和Holl等检测到9号染色体上有排卵数QTL。另外在13号染色体、15号染色体和10号染色体上也有控制排卵数的QTL。

1.4 初情期QTL

rohrer等[2]利用梅山猪和合成品系猪进行杂交而建立的资源群，针对57个微卫星标记，定位了与初情期有关的QTL在1号、10号染色体上。而且10号染色体上的QTL所跨区域的遗传距离初步估计为125 cm，加性效应为-27.58 d，其遗传效应要远大于同群体中位于1号染色体上的QTL（加性效应为9.35 d）。YANG等证明分别在SSC1上14 cm处和SSC7上54 cm处存在影响猪初情期的QTL位点，并第1次报道了在SSC17上存在影响母猪的初情期的QTL；Cassady等报道在SSC7，8，12和15上存在影响初情期的QTL位点。

1.5 子宫长度QTL

Wilkie等研究发现5号染色体上可能存在影响子宫长度的QTLs，该QTLs对子宫长度性状的加性效应为(87.20±27.39)cm，显性效应为(-31.54±54.11)cm；Rohrer等对7号染色体基因组进行扫描时发现该染色体上可能存在影响子宫长度的QTLs，但是加性效应比5号染色体上的QTLs 要小得多。Rathje等研究发现在X染色体上也可能存在影响子宫容量的QTLs。目前，通过基因组扫描发现，在猪的18条常染色体中有11 条可能存在影响繁殖性状的QTLs。在X染色体上尽管连锁分析的结果没有达到阈值， 但仍可能存在影响排卵数和子宫容量的QTLs。Kim等发现SSC8上存在影响子宫容积的QTL。

1.6 乳头数

Wada等发现在1、7号染色体上有乳头数的QTLs。Hirooka 等对梅山猪和Dutch构建成的商品猪资源家系进行全基因组扫描时发现SSC2和SSC12上有父本印记的乳头数QTL；在SSC10和SSC12上，梅山猪具有增加乳头数的QTL，而在SSC2上则有减少乳头数的QTL。King等[3]扫描8号染色体影响母猪繁殖性状的QTL时把乳头数QTL定位在SSC8短臂。

2 候选基因

2.1 雌激素受体(ESR)基因

雌激素受体(ESR)基因是第1个比较成功的猪产仔数候选基因。Rothschild等发现ESR基因与产仔数主效基因紧密连锁，并将猪ESR 基因定位于1号染色的P24～P25 区域。用含50%梅山血的2个合成系母猪为材料，对ESR基因进行RFLP分析发现PvuⅡ酶切位点的有利基因B与高初生窝仔数相关联。纯合子BB母猪第一胎产仔数和产活仔数都比纯合AA母猪多2.3 头（P＜0.01），所有胎次多1.5头（P＜0.01）。陈克飞等[4]对5个不同品种262头母猪进行基因多态性分析表明，ESR基因在这些种群中对产仔数均有极显著影响（P＜0.01），ESR位点BB基因型母猪与AA基因型母猪相比，每胎总产仔数平均多1.40～3.37头，每胎产活仔数多0.63～3.58头。张淑君等报道ESR基因的PvuⅡ位点在二花脸、大白猪和长大母猪中存在多态性，且对产仔数的影响趋势是：BB＞AB＞AA。目前已有很多研究结果表明，ESR 与猪产仔数显著相关，但与生长发育性状和胴体性状之间无显著的负遗传相关，因而可以利用ESR基因同时改良猪的繁殖性状与生长发育和胴体性状。ESR基因在猪育种中已经得到广泛应用。

2.2 猪卵泡刺激素β亚基（FSH-β）基因

赵要风等[5]发现FSH-β亚基基因有一长度为292 bp的逆转座子，由于此逆转座子的插入造成了该基因位点的多态性，并对几种猪种的个体进行了FSHβ亚基基因位点的基因多态性分析证明FSHβ亚基基因座位在约克夏、长白、杜洛克等商业猪种中与控制猪产仔数的主效基因紧密连锁，优势基因型BB纯合子比AA型纯合子母猪平均每胎多产仔1.5头。杜立新等研究也发现FSH-β基因座位在猪种中与控制猪产仔数的主效基因紧密连锁，并证明在莱芜猪种中优势基因AA 纯合子比BB 纯合子母猪平均每胎多产仔1.2头。这可能是不同品种猪插入序列的主要差异是末端的poly(A)长短不同，进而导致产仔数不同。施启顺等[20]的结果表明FSH-β各基因型对产仔数影响大小依次为BB、AB、AA；在大白猪中BB 型母猪总产仔数比AA型高0.83头P＜0.05)，产活仔数高0.37头(P＜0.05)；在长白猪中，BB型的这两性状相应地比AA 型高1.18和1.20头。目前FSH-β基因已用于辅助选种以提高种群的产仔数性状，取得了明显的改良效果。

2.3 催乳素受体(PRLR)基因

催乳素是动物繁殖所必需的垂体前叶肽类激素，其功能受到催乳素受体的调控。Vincent等将PRLR基因作为5个PIC品系窝产仔数性状的候选基因进行了研究，发现这个基因与其中3个品系的总产仔数和活产仔数显著相关（P ＜0.05）；在纯合基因型之间，效应大小是每窝增加0.66～1头以上的仔猪。Putnova等同时运用Alu I和HpaⅡ限制性内切酶对PRLP基因进行基因分型，与1020胎次产仔记录进行关联分析，表明AluI酶切位点在长白品系中主要与窝产仔数相关，它影响猪的头胎产仔数；而Hpa Ⅱ酶切位点也与窝产仔数有关，但它主要影响长白猪的断奶时仔猪数目。Van等发现PRLR基因显著地影响初情期、受精年龄和体重，对总产仔数和产活仔数也有明显影响。施启顺等[6]研究表明，PRLR 基因AA 型为有利基因型；在大白猪中，AA 型比BB型总产仔数高2.41头(P ＜0.01)，产活仔数高2.77头(P＜0.01)；在长白猪中AA 型母猪的这两性状相应地比BB 型高3.33和3.30头(均P＜0.01)。孙敬礼等[7]研究表明PRLR基因对大长杂交一代母猪产仔数有显著影响( P＜0.05)对母猪产仔数呈现出AA＞AB＞BB的趋势)。

2.4 骨桥蛋白(OPN)基因

OPN基因编码的蛋白是一个分泌型糖基化磷蛋白，广泛存在于乳汁、子宫、胎盘等组织和体液中，与猪的繁殖密切相关。Southwood等研究了3个梅山猪合成系、3个大白猪合成系以及1个长白猪合成系的产仔数与OPN位点的关系，结果发现在13个等位基因中，有5个等位基因与产仔数显著相关。Liaw等证明了(TG)13、(TG)14、(TG)21和(TG)24交替基因与NBA和产仔成活率有关；孟庆利和刘铁铮在二花脸猪和苏钟猪上也得到了相似的结果。Korwin-Kossakowska 对990头合成系母猪进行了研究，结果表明其AA型经产母猪个体的TNB，NBA，21日龄仔猪数，断奶仔猪数，21日龄窝重和断奶窝重均显著的高于AB和BB型个体(P＜0.05)，但对初产母猪的产仔性能无显著影响。张淑君等人的结果表明， OPN的效应不受ESR制约， 提示可同时对ESR 和OPN 两标记来进行选择以提高窝产仔数的遗传进展。

2.5 视黄酸受体γ基因（RARG）和视黄醇结合蛋白4（RBP4）基因

Messer等把RARG和RBP4基因作为猪窝产仔数的2个候选基因来加以研究，发现在法国超高产大白猪（LWH）中RARG 和RBP4 基因分别可以控制0.21头/窝、0.52头/窝的产仔总数；在普通大白猪（LW）2个群体中可分别控制0.14头/窝、0.45头/窝的产仔总数。Rothschild等统计分析6个商品系的2 500窝猪的数据， 结果发现RBP4纯合基因型与缺失基因型间接差异为0.5 头/窝( TNB ) 和0.26头/窝(NBA)；TNB加性效应为0.23头/窝，NBA 加性效应为0.15。罗仍卓么等采用PCR RFLP方法对北京黑猪进行多态性分析发现RBP4基因存在Msp1多态位点且所研究的群体在该位点均处于中度多态和Hardy-Weinberg遗传平衡状态。赵伟等首次在 RARG 基因内含子3上检测到1个SNPs位点，并对该位点的基因型进行了检测并发现不同群体间的基因型频率和等位基因频率差异极显著。

2.6 核受体辅激活蛋白1(NCOA1)基因

施启顺等研究表明，NCOA1基因RsaI酶切多态性对母猪产仔性状有显著影响，在总产仔数和产活仔数上都出现AA＞AB＞BB趋势，基因型间差异极显著(P＜0.01)，如大白猪AA 型母猪平均总产仔数和产活仔数分别比BB 型高2.66和1.57头；长白猪中，这2项指标相应高2.28和2.07头。颜华等[8]研究表明NCOA1基因的优势基因是A等位基因，其基因型对初产母猪产仔性状有显著影响，如大白猪NCOA1基因AB基因型个体总产仔数（TNB）、产活仔数（NBA）和出生窝重（BLW）分别比AA基因型个体少1.12头、1.08头和1.71 kg，差异显著（P＜0.05）。

2.7 骨形态发生蛋白15（BMP15）

BMP15在卵母细胞中特异性表达，推动哺乳动物体内卵母细胞卵泡生长，同时阻止黄体成熟，从而对排卵有重要的调节作用。侯振平等对猪BMP15 基因exon2区域SpeI酶切位点进行多态性分析，发现不同品种间头胎产仔数、头胎产活仔数、经产产仔数、经产产活仔数存在极显著的差异(P＜0.01)。宋一苹等研究发现不同品种间总产仔数和活产仔数存在显著差异（P＜0.05）。吴井生等研究表明小梅山猪不同基因型的经产母猪的总产仔数和产活仔数间差异显著（P＜0.05），白猪中不同基因型母猪在头胎总产仔数和经产总产仔数方面差异显著， 其他方面差异均不显著， 但都呈现出AA＞AB＞BB的趋势。

2.8 种公猪精液品质相关基因

Lin等对皮特兰和皮特兰×汉普夏杂种公猪中9个候选基因进行多态性分析，发现促性腺激素释放激素受体(GNRHR)与精子活力(P=0.0161)，plasma droplets rate (PDR)(P=0.0048)和畸形率 (P=0.0201)显著相关；inhibin beta A（INHBA）与plasma droplets rate (PDR)(P=0.0318)和畸形率 (P = 0.0067)显著相关；inhibin beta B (INHBB)基因与精子浓度显著相关(P=0.0360)。Lin等发现猪BETA-ACTIN的4个突变位点的不同单倍型影响精子活力、畸形率和出生活仔猪数。HUANG等发现在不同气温下，热应激蛋白70.2基因5'调控区部分突变与精子活力、精子密度和畸形率等性状显著相关。

3 展望

在过去几十年里，通过常规育种技术， 猪的生长性状、胴体性状等重要经济性状在遗传上都得到了很大的提高，但对繁殖性状的改良依然很有限，因为产仔数是限性表达的低遗传力性状。随着遗传标记技术的发展，猪的产仔数性状可以通过标记辅助选择的方法进行改良。与产仔数、排卵数、初情期、子宫长度、乳头数、精液品质等有关的QTL相继被定位在染色体上，ESR、FSH-β等重要的候选基因相继被发现，为提高猪的繁殖性能打下了坚实的基础。随着新的性能测定技术和新一代的高通量猪SNP芯片的出现，对猪繁殖性状分子标记的研究将会大大加速。

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