家禽产蛋性能相关基因研究进展

苏 丹 栾新红 曹中赞 王来有 宁志利

（沈阳农业大学畜牧兽医学院，沈阳 110866）

家禽为人们提供了大量的肉、蛋资源，家禽的产蛋性能直接影响养殖户的经济利益，提高家禽的产蛋性能也一直是家禽育种的主要目标之一。随着分子生物学技术的发展，人们运用不同方法，从不同方面对影响家禽生产性能的因素进行了研究。家禽的产蛋机理复杂，受激素、环境等多种因素的影响，还与其繁殖性能密切相关，而母禽的就巢性又是影响其繁殖性能的主要因素之一，因此可以通过与就巢基因相关的分子标记，经辅助选择等手段快速减弱母禽的就巢性，进而提高母禽的产蛋量。迄今为止，已报道的与产蛋性能相关的基因有催乳素基因、促卵泡激素β亚基、雌激素受体α亚基、卵细胞卵黄生成受体、卵（类粘蛋白）抑制剂、促性腺激素释放激素受体基因和血管活性肠肽基因等。

1 家禽产蛋性能相关基因的研究方法

随着分子生物学的发展，人们对基因及基因组的了解越来越深入，用于研究基因的方法也越来越多。在家禽产蛋性能相关基因的研究中，单核苷酸多态性（SNPs）是热点之一。常用的方法包括生物信息学方法、直接测序、单链构象多态（SSCP）、限制性片段长度多态性聚合酶链反应技术（PCR-RFLP）、扩增创造酶切位点法（ACRS-PCR）和基因芯片技术等。

生物信息学方法可以利用Gen bank上数据库中的信息，结合合适的生物信息学手段和计算机自动识别方法，大大降低检测SNPs的成本和时间。直接测序是检测SNPs最直接的方法，通过对不同个体同一基因或基因片段的测序和比对，可以直接、准确的检测出被测基因是否存在碱基变异，但测序费用相对比较高，不适合大样本的筛选。

单链构象多态性（SSCP）分析是近年来发展起来的一种基本分析方法，是一种DNA单链凝胶电泳技术，它根据形成不同构象的等长DNA单链在中性聚丙烯酰胺凝胶中的电泳迁移率变化来检测基因变异。SSCP具有灵敏度高、操作简便、应用广泛等特点。为了高灵敏、特异性地显示SSCP分析结果，现在已经发展多种PCR-SSCP技术，如，在PCR扩增中用同位素或荧光素等标记引物或核苷酸，该方法比较经济，扩增特异性强，多用于大样本的检测和筛选；电泳后用银染或溴化乙锭染色以显示结果，这种方法便于操作，适用于一般实验室。

限制性片段长度多态性聚合酶链反应技术（PCR-RFLP）是用PCR扩增目的DNA，再用特异性内切酶消化PCR产物，不同等位基因的限制性酶切位点分布不同，产生不同长度的DNA片段，在凝胶电泳上产生不同的条带。随着科技的发展，在经典PCRRFLP的基础上建立了ACRS-PCR法，使原本不具有酶切识别位点的序列在引物设计时人为的引入一个酶切位点，扩大了研究对象。

基因芯片技术是近年发展起来的一种新技术，是利用生物学技术将数以万计的标记探针排列于一小块芯片上，因为其具有信息量大、自动化程度高等特点得到广泛应用。但由于该技术尚不完善，存在灵敏度低、重复性差等问题，需要进一步解决。

2 家禽产蛋性能相关基因的研究进展

2.1 催乳素基因

催乳素（PRL）是动物垂体前叶嗜酸性细胞分泌的多肽类激素，对哺乳动物乳腺发育和泌乳、调节卵巢功能、维持妊娠、机体免疫等有重要的生物学效应。接种催乳素可以抑制卵巢卵泡的发育，影响血浆中黄体生成素的含量，减少产蛋量，而且在家禽中PRL是就巢行为发生和维持的关键激素[1]，而就巢性的强弱与产蛋性能密切相关。鸡PRL基因存在基因变异主要是编码信号肽的区域差异较大，鸡PRL 24-bp插入／缺失位点的不同基因型就巢性差异显著；对文昌鸡PRL不同基因型进行比较，发现其300日龄产蛋数差异显著[2]。

2.2 促卵泡激素β亚基

促卵泡激素（FSH）是由动物垂体前叶嗜碱性细胞分泌的一种糖蛋白类促性腺激素，它是由2个非共价结合可解离的α和β亚基所组成的，在下丘脑-垂体-性腺生殖轴中起到重要作用。家禽血浆中FSH β的含量受到光照、饥饿和年龄等多种因素的影响，进而影响到家禽的产蛋量。FSH β亚基基因由3个外显子和2个内含子组成，FSH β基因pro2位点不同基因型36周平均产蛋量差异显著；FSH β基因外显子3的不同基因型间差异显著[3]。

2.3 雌激素受体α亚基

雌激素（estrogen）是由卵泡的内膜细胞和颗粒细胞共同参与合成的类固醇激素，具有促进生殖器官的发育和成熟、促进雌性副性征的出现、维持及性行为等功能，但雌激素与雌激素受体（ESR）结合后才能发挥其作用。ESR基因多态性与产蛋性状中的产蛋数、平均连产天数显著相关，是核受体超家族成员之一，有ESRα、ESRβ和ESRγ3种不同基因编码的亚型，ESR α基因5’侧翼调控区的不同基因型对36周平均产蛋量也有显著影响[3]。

2.4 卵细胞卵黄生成受体基因

鸡卵细胞卵黄生成受体（OVR）是一种位于Z染色体上的一个基因编码卵细胞膜蛋白，主要生理功能是介导产蛋鸡的卵细胞从血浆极低密度脂蛋白（VLDL）和卵黄蛋白原（VTG）中吸收卵黄蛋白的前体物质—低密度脂蛋白（LDL）和卵黄磷脂蛋白（LV），而血浆中的VLDL浓度与蛋鸡的蛋组成、蛋产量、体重、开产日龄均存在相关性。OVR不同基因型间的产蛋量和蛋重差异显著，开产日龄和蛋壳厚度间差异极显著[4]。

2.5 卵（类粘蛋白）抑制剂

卵（类粘蛋白）抑制剂（OIH）是一种存在于血浆和蛋清中，在禽类输卵管、肝脏和法氏囊中表达，受雌激素和孕酮影响的蛋白酶抑制剂，具有抑制胰凝乳蛋白酶、胰岛素和抑肽酶E的活性的作用，还与免疫有关，其与生长激素、促黄体素、催乳素等激素共同存在于血液循环中，激素间的相互作用影响其表达和功能，进而影响禽类的产蛋性能[5]。此外，OIH与胰蛋白酶结合形成的聚合物微粒可以克服蛋白药物的降解，阻止细菌在蛋中的繁殖，具有保护蛋黄和卵胚的作用，使禽蛋在缺乏先天和后天宿主防卫的情况下能长时间、有效地抵御微生物的侵害，提高蛋品质。

2.6 促性腺激素释放激素基因

促性腺激素释放激素（GnRH）是由脊椎动物的下丘脑神经元分泌的一类十肽类激素，广泛分布于神经、内分泌、生殖和消化系统中。在垂体前叶内，GnRH作用于腺垂体，刺激FSH和黄体生成素（LH）的分泌，这2种促性腺激素刺激靶器官合成并分泌相应的甾体类性腺激素，从而形成调控生殖器官发育和配子生成的下丘脑—垂体—性腺轴，GnRH还可直接作用于性腺，起抑制作用。

以皖西白鹅、莱茵鹅为研究对象，发现GnRH基因具有多态性，不同基因型间产蛋量差异显著[6]。对连城白鸭 GnRH 基因 5′端调控区上的非翻译区（UTR）位点进行PCR-SSCP检测，发现该位点是个多态位点，而且该位点与连城白鸭的300日龄产蛋数显著相关[7]。适量口服GnRH类似物能显著增加鸭的产蛋量，而且对血清中孕酮、雌二醇和催乳素水平有显著影响[8]。

2.7 血管活性肠肽基因

血管活性肠肽（VIP）基因具有促进催乳素分泌的功能，是禽类催乳素分泌的一系列下丘脑释放因子中较为主要的促进因子之一。研究火鸡幼雏 VIP在 PRL 分泌中的作用，发现PRL 对 VIP有负反馈作用，能降低下丘脑 GnRH 的水平，进而降低 LH 水平。火鸡主动免疫或被动免疫 VIP 抗体能够降低就巢率，增加产蛋率。鸡免疫VIP后，高峰期的产蛋率显著降低，但是高峰期后的产蛋率显著升高，就巢率降低，在基因表达层次研究发现，VIP免疫后垂体PRL、垂体和下丘脑催乳素受体基因（PRLR）的表达显著降低[9]。

2.8 类胰岛素生长因子

类胰岛素生长因子2（IGFⅡ）基因是生长轴中的重要基因，主要作为生长激素的中间信使，传递生长激素。在鸡体内IGFⅡ的主要生物学功能包括促进葡萄糖和氨基酸的吸收、提高DNA和蛋白质的合成、刺激各种细胞的增生等。对IGFⅡ3个位点不同基因型组合与母鸡群体生长性能相关性分析发现：基因型组合AB/CC/EE个体的12、16周龄体重显著大于AB/CD/EE基因型个体，AB/CD/EG基因型个体的8周龄体重显著大于其余6种基因型，300日龄体重显著大于AB/CD/EE基因型个体[10]。

2.9 促甲状腺激素

促甲状腺激素（TSH）可以调节甲状腺内 T3/T4的分泌，进而调控机体的生长和代谢，也可以引发光周期反应控制禽类的繁殖性能。促甲状腺激素由非特异性的α亚基和特异性的 β 亚基以非共价键结合而成。其中，β亚基对TSH 的生物学活性起着决定性作用。鹅TSH-β基因具有多态性，不同基因型群体在一个产蛋周期内产蛋量差异显著[11]。

3 小结

家禽产蛋机理复杂，与激素的调控、神经内分泌作用、生理、生化等反应密切相关。从基因水平研究家禽产蛋性能能够从整体上研究影响家禽产蛋性能的因素。目前，已发现一些与产蛋性能相关的基因，这些基因主要是通过调节相应的激素合成和分泌来影响家禽的产蛋量和蛋品质，可以通过在饲料中直接添加这些激素的类似物，达到增强家禽产蛋性能的作用，但这种方式不具有遗传性，不能从根本上解决问题，这就需要科研工作者对家禽产蛋机理及其相应的调控机制进行更深入、全面的研究。

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[3]周俊，虞德兵，洪坤月，等. 鸡FSHβ和ESRα基因SNPs分析与早期产蛋性能关系[J]. 华北农学报，2008，23（5）：49-52.

[4]詹慧琴. 鸡产蛋相关基因的SNPs检测及其与蛋用性能关系的研究[D]. 华中农业大学，2006.

[5]Oubre C M，D’Hondt E，Moore R W，et al. The chicken pituitary expresses an ovoinhibitor-like protein in subpopulations of some，but not all，hormone-producing cell types. Domestic Animal Endocrinol，2003，25（4）：389-397.

[6]黄种彬，钟志新，刘丽平，等. 连城白鸭GnRH基因与产蛋性能的关联分析[J]. 中国家禽，2011，33（5）：31-33.

[7]K.M.A. Zoheir，R.G. Ahmed. Patterns of folliculo genesis in ducks following the administration of a gonadotropin releasing hormone 1（GnRH）analogue [J]. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology，2011，（12）：1202-1204.

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[9]刘颖，陈锋，黄运茂，等. 免疫血管活性肠肽调节鸡产蛋和就巢的机理研究[J]. 畜牧兽医学报，2011，42（10）：1470-1476.

[10]李源，刘大林，王金玉，等. IGFⅡ基因SNPs及其与京海黄鸡生长性能关系的研究[J]. 扬州大学学报，2010，31（3）：33-38.

[11]于金成，王志跃，杨明海，等. 鹅TSH-β基因多态性与产蛋性能关联性分析[J].中国畜牧杂志，2011，47（1）：10-13.