马运动功能基因组初探

顾京晶

（湖南农业大学动物科学技术学院，湖南 长沙 410128）

马运动功能基因组初探

顾京晶

（湖南农业大学动物科学技术学院，湖南 长沙 410128）

马不仅是重要的全球经济动物，而且是国际研究生物运动性能的热点模式生物。作者将就马的品种驯化、纯血马（赛马）的特点、以及纯血马的运动功能基因研究进展加以探讨。

马；纯血马；运动功能基因组

中国自古以来就是养马大国，截止2013年底，据联合国粮农组织统计，我国马匹存栏量现为633万匹，位居世界第三位。在我国的农业发展史上，马不仅仅提供了奶和肉，在农业生产中还是必不可缺的畜力。现今我国的马产业正处于由传统马业向现代马业转型的关键时期。与侧重于役用的传统马业不同，现代马业主要以赛马、马术运动、体育休闲、培育运动马匹等非役用功能为主。

1 驯化马匹品种的形成

研究认为马大约于6000多年前在欧亚草原上被驯化，伴随着人类的活动逐渐扩散至世界的很多地方。有的适合拖行重物（苏维埃重挽马）；有的适合长途奔跑（阿拉伯马，蒙古马）；有宠物马如设特兰等；还有适合不同赛事的运动马匹：盛装舞步赛，障碍赛，综合三项赛，以及以速度与力量见长的赛马。赛马品种中最广泛应用的马为纯血马。

2 现代马产业中最重要的马种-纯血马

纯血马原产地为英国，经过育马者人为选育，现今的纯血马的直系父亲都可追溯到三匹种公马，被称为纯血马父系的三大祖先。他们分别是巴利土耳其、达利阿拉伯与古多芬阿拉伯，近年来的研究发现全世界约有95%的纯血马源自达利阿拉伯的血统。每一匹纯血马自从诞生后都有自己的身份证，并且需要进行严格的DNA亲缘检测以后，才可以登记在马血统纪录总簿上，只有经过验明正身的纯血马才具有参加比赛的资格。1791年，英国整理出版发行了马血统纪录总簿第一版，纯血马详细而且完善的谱系登记已经持续了300余年。纯血马成为人类培养的动物中谱系资料最为完善的品种，为科学研究提供了极好的素材。

3 纯血马的生理特点

纯血马是速度赛马中使用的唯一品种。他以中短距离速度快而称霸世界，创造和保持着5000m以内各种距离速力的世界纪录。纯血马拥有独特的运动生理上特点。纯血马平均体重大约为0.5t，最高时速为64km/h，最大心跳240次/min。拥有约占体重55%的肌肉重量，其他非运动型马种肌肉重量只占体重的40%。大容量的肺活量，高浓度的血液中红血球含量，强劲的心脏收缩率使得氧气可以被大量而且高效的运送至肌肉组织中进行有氧代谢。

4 基于纯血马在运动基因组学上的研究进展

在对于运动马匹的长期人工选择中，会受到环境，营养，训练，管理等因素协调影响，但大约有35%～55%的运动潜质是可以遗传的。2009年Gu等人首次发现在纯血马基因组中存在与运动性状相关的表现强烈选择信号的区域。随后，发现以下候选基因：肌肉生长抑制素、细胞色素C氧化酶亚基4，2亚基、丙酮酸脱氢酶激酶同工酶4中的SNPs标记在纯血马中同运动能力显著相关，同时利用全基因组关联分析，确定了MSTN基因1号内含子中一个突变，同纯血马的最佳赛程长度为极显著相关。随后，系列研究发现MSTN中基因间区域和上游区域存在的另外一些SNPs标记和结构变异也同赛马的运动性能相关。在后续研究中，2012年碧翠丝等人发现“MSTN-速度基因”这一突变可追溯至17世纪一匹母马产生的新突变上。2013年皮特森将马运动性能这一复杂性状定位于马8号，17号及14号染色体区区间上。对马运动基因的系统研究表明：在马这一系列运动性能候选区间中，同运动性能显著相关的SNP标记位点均为基因间SNPs，即位于基因组非编码区域内的遗传标记。

综上所述，为了满足人们的不同需要，驯化马匹逐渐形成了不同的品种。其中纯血马被主要用作速度赛马。自纯血马这一品种形成的300多年来，育马人一直以马的谱系进行选育，这种选育方法对提高纯血马速度的进展十分缓慢，成效不明显。由此，近期的一系列对纯血马运动性能的研究，初步揭示了纯血马在运动功能基因组上的特点。这些研究为定向选育纯血马提供了科学的有力支撑，同时对赛马产业将会产生巨大推动作用。

[1]韩国才.马的起源驯化、种质资源与产业模式[J].生物学通报，2014，2：1-3.

[2]Gu,J.et al.（2009）.A genome scan for positive selection in thoroughbred horses[J].PLoS One，4，e5767.

10．3969/J.ISSN．1671-6027．2015．10.035