猪肉质性状基因遗传标记的研究进展

邢艳君，冯　松，于菊霞，彭建国，李星武，陈军海

（1.舞钢市动物卫生监督所，河南 舞钢　462500；2.舞钢市畜禽改良站；3.西平县畜牧局）

猪肉质性状基因遗传标记的研究进展

邢艳君1，冯松2，于菊霞3，彭建国2，李星武2，陈军海2

（1.舞钢市动物卫生监督所，河南 舞钢462500；2.舞钢市畜禽改良站；3.西平县畜牧局）

随着人民生活水平的提高，消费者对于食品品质认识的提高促使肉品加工业更加重视肉品的质量。分子生物学技术的发展也让研究者认识到基于DNA标识的选育是最有效的选育手段。如果发现某一DNA标记和目标性状有联系就可以对年幼的动物进行基因型研究而不必等到屠宰时，并且可以敲除对性状有害的基因，改良品种性状。因此，肉质性状相关基因的研究显得尤为重要。近年来，采用分子生物学技术对影响猪肉质性状的主效基因、候选基因及QTL定位已取得迅猛发展，下面就有关猪肉质性状基因及QTL定位的研究进展作扼要概述。

1　猪肉质性状的主效基因

1.1猪氟烷基因

氟烷基因（HAL）也称为应激基因、钙释放槽基因或斯里兰卡肉桂碱受体基因。名词“氟烷基因”的应用来自使用氟烷麻醉气体测试猪的一种特征性反应，有些肌肉极其丰满的猪发生这种反应，反应的表现为肌肉强直，体温升高。氟烷反应猪的基因是隐性纯合个体，在应激情况下易产生应激综合征（PSS），形成灰白水样的劣质肉。目前已经建立了PCRRFLP和PCR-SSCP方法检测氟烷基因，并有基因诊断盒上市，用于猪的育种实践。

1.2猪酸肉基因

酸肉基因（RendementNapole）是影响肉质的另一主效基因。迄今为止，这个基因仅见于纯汉普夏或汉普夏品系中。RN基因有2个等位基因，不利等位基因RN-是正常等位基因rn+的完全显性，该基因定位于15q2.4—2.5区间内，其显性等位基因有增加肌糖原含量，降低腌制和烹饪火腿产量的效益，并引起猪肉酸化。

1.3单磷酸腺苷蛋白激酶γ3亚基基因

AMP-activated Protein Kinase3基因是近年来被发现的一个影响猪肉pH值、肉色及系水力的主效基因，有多个突变位点，AMPK是一种能被腺苷一磷酸（AMP）激活的蛋白激酶，被激活的AMPK主要通过改变机体内脂类和糖类代谢，使其朝着抑制ATP消耗、促进ATP生成的方向进行，从而保持体内能量平衡。AMPK是由α、β和γ三个亚基构成的异源三聚体。α为催化亚基，有α1和α2两种同工型。β和γ为调节亚基，β亚基有β1和β2两种同工型，γ亚基有γ1、γ2和γ3三种同工型。其中PRKAA1和PRKAA2分别编码α1和α2亚基；PRKABl和PRKAB2分别编码β1和β2亚基；PRKAG1、PRKAG2和PRKAG3分别编码γ1、γ2和γ3亚基。PRKAG3是近年来确定的一个影响肉质pH值、肉色及系水力的主效基因。

2　猪肉质性状的主要候选基因

猪肉质性状的主要候选基因通常是一些已知其生物学功能和核苷酸序列的基因，它们参与肉质性状发育过程。这些基因可能是结构基因、调节基因，或在生化代谢途径中影响肉质性状表达的基因。

2.1激素敏感脂肪酶基因

激素敏感脂肪酶（HSL）能将甘油三酯水解成甘油和脂肪酸以满足动物体的需要，是甘油三酯合成和分解的限速酶。猪HSL基因的全长序列有11kb，含有9个外显子，基因全长已被克隆和测序。

2.2酯蛋白脂肪酶基因

酯蛋白脂肪酶（LPL）基因是催化与蛋白质相连的甘油三脂水解作用的酶，它可将血液中乳糜粒和极低密度酯蛋白所携带的甘油三脂分解成甘油和脂肪酸，向脂肪组织提供合成甘油三脂所需的原材料，以供各组织储存和利用。鉴于LPL在动物脂肪代谢中的关键作用，猪的LPL基因可以看成是影响猪脂肪沉积的重要候选基因之一。

2.3MyoD基因家族

哺乳动物体肌纤维在胚胎形成过程中受到MyoD基因家族的调控。MyoD基因家族包括四种结构上相关的基因：MyoDI，肌细胞生成素（MYOG），myf-5和myf-6。这些基因编码螺旋环-螺旋（bHLH）蛋白，通过调解肌肉分化阶段特异蛋白的表达来参与肌细胞决定和分化，其中myf-5和MyoDI在成肌细胞增殖过程中表达，MYOD在未分化末期表达。

2.4钙蛋白酶抑制蛋白基因

钙蛋白酶抑制蛋白（CAST）基因是一种特定的、内源性的、需钙激活的蛋白酶抑制剂，需钙蛋白酶的蛋白水解系统在细胞内普遍存在，并参与大量生长和代谢过程，在猪中，已发现该基因产物参与肌肉生产过程中蛋白质更新机制。而对于其他肉用家畜，已发现这个基因显著影响肉的嫩度。

2.5黑素皮质素受体基因

黑素皮质素受体（MCRs）家族共有5个受体（MC1R—MC5R），其中MC3R是一个神经受体，其主要功能是调节采食和能量平衡，MC4R基因是与人类显性遗传疾病肥胖相关的靶基因，该基因没有内含子，在哺乳动物的表达部位是下丘脑、淋巴系统、后脑、脑干、脊髓、肌肉、皮质，主要作用是控制食欲、体质量、能量代谢。猪的MC4R基因的错义突变，属一个氨基酸改变编码的错义突变，可引起膘厚、体质量和采食量显著变化。

2.6肌生成抑制蛋白基因

肌生成抑制蛋白基因（Myostatin）是转化生长因子β（TGF-β）超家族的新成员。TGF-β由许多编码分泌性因子的基因组成，包括TGF-β、活化素（activin）、抑制素（inhibins）、骨形成蛋白（BMPs）、缪勒氏管抑制物（MIS）等，主要在调节胚胎发育和维持组织稳态方面发挥重要作用，肌生成抑制蛋白基因是骨骼肌生长的负调控因子。

2.7ACSL基因

ACSL基因为编码长链脂酰CoA合成酶（long-chain acyl-CoA synthetase）的基因，长链脂酰CoA合成酶属于多基因家族编码的酶。一些研究发现，ACSL对猪体内脂肪代谢具有调节作用。猪ACSL4基因多态性与生长速度和油酸含量存在相关性。杜长大商品猪ACSL4基因多态性与6个肉质性状存在相关性，其中GG基因型个体的IMF极显著地高于AA基因型个体（P＜0.01）。

2.8编码腺苷-磷酸脱氨酶基因

编码腺苷-磷酸脱氨酶基因（AMPD）是一个与风味有关的候选基因。AMPD是嘌呤代谢过程中的一种重要酶，对肉质性状和风味都起到重要作用。AMPD基因主要在骨骼肌中高水平表达，与肌肉中肌苷酸代谢有关，一些研究发现，AMPD是影响猪肉品质的候选基因，还与猪的胴体性状有关。

3　基因遗传标记的研究与应用策略

3.1候选基因分析

候选基因分析是指根据在那些研究得较全面和深入的物种中已发现的基因信息，寻找与之同源的基因作为候选基因，或通过分析与DNA序列相应的蛋白质结构来推测其功能，从而选取候选基因，研究这些基因在生理上或生长发育过程中能得以表现的性状差异与DNA差异之间的关系。实际上就是寻找与数量性状有关的主基因座位并用之于选种，而这些与数量性状直接有关的基因就是候选基因。目前，候选基因法是颇有吸引力的，因为它可以很快寻找到与QTL连锁的标记，而QTL本身就是对性状表达有直接作用的功能基因座位。

3.2标记辅助选择

猪的肉质性状为复合性状，包括肉色、pH值、系水力、肌内脂肪、嫩度、多汁性和风味等。这些性状在度量过程中一定程度上存在着系统误差，而且在活体上无法直接度量，这就意味着必须使用昂贵的同胞测验才有助于开展育种工作。从这个意义上讲，用DNA标记进行辅助选择，对肉质改良是非常有意义的。研究表明，猪的肉质性状的遗传力为中等至高，显然，这些性状被许多基因所控制，但一些基因可能起主要作用，即主基因效应。利用主效基因的遗传标记进行辅助选择能提高选择的准确性、缩短世代间隔、增加选择差等，可望加速这些性状的遗传进展。

3.3标记辅助渗入

标记辅助渗入就是在QTL检测和定位的基础上，把特定的主基因或数量性状基因位点的等位基因在遗传标记的辅助下，从一个品种渗入到另一个品种，再用较优良的那个品种进行反复回交，直到该主基因或数量性状的等位基因达到一定频率的过程。基因渗入途径就是利用带有被渗等位基因的供体群体与受体群体进行多代回交，继而进行横交使目的基因纯合，在回交和横交固定的过程中，都是根据标记的信息来选择那些携带有导入基因的个体进行交配，从而使导入基因的效率大大提高。标记辅助渗入方案的效率可用终端群体中被渗入基因的频率和有益经济性状的遗传进展来判断。

4　结语与展望

随着现代生物技术的不断发展，人们已经开始利用DNA标记对肉质性状进行辅助选择。但猪的肉质性状为复合性状，并且受很多因素的影响，在肉质性状的研究中还存在一些问题，如肉质评定标准不统一、肉质评定指标还不完善等。因此，我们应当继续研究肉质的遗传特性及评定方法，寻找评价肉质的关键性状及其主效基因，探测其QTL的遗传效应；制定出完善的旨在肉质改良与肉量提高的MAS和MAI育种方案。用DNA标记进行辅助选择，对肉质改良是非常有意义的。候选基因分析对于研究数量性状位点（QTL）是颇具吸引力的，候选基因分析及MAS、MAI在猪育种方法上的应用是一个飞跃，是数量遗传学与分子生物学相结合的产物，具有无限生命力。我们有理由相信，常规选择与现代生物技术相结合是培育品质优良、生产性能良好的新品系猪的必由之路。□