犬繁殖性状相关候选基因—雌激素受体基因研究进展

刘成武

犬繁殖性状相关候选基因—雌激素受体基因研究进展

刘成武

繁殖力的高低直接影响养犬业的发展，繁殖性状是最重要的经济性状，是数量的基础，是质量的保障。因此，对于犬的繁殖育种工作，一个重要的目标就是提高犬的窝产仔数。然而研究发现，繁殖性状遗传力低，周期长，选育进度慢，并且具有较大的遗传变异度，采用传统的育种方法不易取得满意效果。随着分子生物学的发展，研究人员已经可以从基因水平上找到显著影响产仔数的主效基因， 这是目前提高低遗传力性状的最有效方法。目前已经运用分子生物学技术和生物信息学成功筛选出与繁殖性状相关的候选基因，其中雌激素受体（ESR）是国内外公认的繁殖性状主效基因之一，对产仔数有显著影响。ESR是一种与特异激素应答DNA元件相结合的激活转录因子，广泛存在各种动物体内，参与雌性动物性腺组织基因的表达与调控，改变受雌激素调控基因的转录，进而影响母犬的第二性征、繁殖周期、妊娠维持、胚胎发育等。

一、ESR 基因的结构

ESR基因分为两种亚型，分别为ESRα和ESRβ，每种亚型又有多种异构体。从编码区的5′端至3′端，雌激素受体的两个亚型具有共同的结构框架，由六个独立但又相互影响的功能区构成:A/B区（转录调控区）；C区（DNA结合区）；D区（多变铰链区）；E区（配基结合区）；F区（转录激活功能区）。

二、ESR 基因的生物学作用

雌激素在动物繁殖中具有重要作用，其作用的发挥必须通过雌激素受体来完成，因此ESR的生物学作用与雌激素的生物学作用是紧密联系的。ESR具有转录调控蛋白质的功能，影响着雌激素基因在雌性脊椎动物组织的表达与调控。结合了配体的ESR与特定的DNA序列相互作用可以改变雌激素基因的转录，从而通过对雌性第二性征、繁殖周期、生殖力、妊娠维持的影响，在胚胎的生长发育中起重要作用。大量研究发现，雌激素及其受体在许多不同靶组织中起重要作用。雌激素与其受体结合后，对胚胎发育过程及断奶前后对乳腺的生长发育和雌性繁殖周期中卵泡的生长发育发挥重要作用；Kumar(1987)研究表明，雌激素受体具有251个氨基酸的E区是雌激素与受体的结合区，具有重要的功能。该区的遗传变异，影响雌激素作用活性，进而影响动物的繁殖机能。

三、ESR 基因对繁殖性能影响的研究情况

通过对产仔数性状的基因效应和基因数量的研究发现，产仔数性状属于加性显性遗传模式，并且受主效基因的控制，已经证实ESR是控制产仔数的主效基因或者紧密连锁着产仔数的主效基因。美国的Rothschild 试验室是第一个开展雌激素受体基因（ESR）研究的，此后多个国家实验室开展了此项研究，并取得可喜的成果。研究结果表明，ESR直接影响雌激素基因（包括其表达和调控），对于成年个体的繁殖周期、维持第二性征、保障繁殖力等方面都起到重要的作用，同时影响精卵结合、受精卵发育和胚胎着床。科学家还利用RT-PCR方法，在胚胎时期检测到ESR的preRNA，这就从分子水平和细胞水平上证明了ESR对胚胎发育和系统分化有一定的影响。研究人员还证实ESR优势基因能够影响1.4头/窝的总产仔数以及超过1头/窝的产活仔数，ESR基因的发现为提高母犬产仔数提供了新的思路。ESR不仅仅控制产仔数，对其他繁殖性能也有明显影响，ESR基因表达异常时，会引起犬雌激素分泌失调。董君艳（1997）、钟友刚（2003）、李保林（2006）、刘贺（2008）等都报道了相关病例，病犬通常表现皮肤病，部分患犬表现为子宫蓄脓症、卵泡囊肿、发情异常、流产等繁殖疾病，严重影响母犬的繁殖机能。

繁殖力是规模化养犬的最主要经济性状，是制约养犬经济效益的最主要原因。因此，研究犬繁殖性状相关基因及其分子调控机制，对于利用数量遗传和分子遗传方法提高繁殖力有重要理论和实践意义。

（作者单位:公安部警犬技术学校，110034）

(编辑:李 冰)