ESR和FSH-β基因多态性对大白猪繁殖性能的影响

刘 乙，胡九英，赵玉强，汪德明，刘小军,3*，黄 涛*

（1.石河子大学动物科技学院，新疆石河子 832000；2.新疆正大食品有限公司，新疆五家渠 831301；3.河南农业大学牧医工程学院，河南郑州 450002）

ESR和FSH-β基因多态性对大白猪繁殖性能的影响

刘 乙1，胡九英2，赵玉强1，汪德明2，刘小军1,3*，黄 涛1*

（1.石河子大学动物科技学院，新疆石河子 832000；2.新疆正大食品有限公司，新疆五家渠 831301；3.河南农业大学牧医工程学院，河南郑州 450002）

为探讨雌激素受体基因（ESR）和卵泡刺激素β亚基基因（FSH-β）的多态性对大白猪繁殖性状的影响，本文采用PCR和PCR-RFLP技术检测大白母猪群的ESR和FSH-β基因多态性，并分析其对大白母猪总产仔数、总活仔数、健仔数、死胎、木乃伊数和初生窝重等性状的影响。结果表明：ESR和FSH-β基因的优势基因均为B等位基因；对于初产母猪，ESR和FSH-β基因BB型比AA型在总产仔数、总活仔数、健仔数性状上高0.06～1.14头（P＞0.05）；对于经产母猪，ESR基因BB型比AA型总活仔数、健仔数分别高0.12头和0.07头（P＞0.05），FSH-β基因在总产仔数、总活仔数、健仔数性状上AA型高于BB型0.04～0.24头（P＞0.05）；合并基因型分析发现ESR和FSH-β基因的有利合并基因型在初产母猪为ABAA，经产母猪为BBAA；BBAA合并基因型在总产仔数、总活仔数、健仔数性状上分别显著高于AAAA合并基因型2.03、1.75、1.65头（P＜0.05）。因此，ESR和FSH-β基因多态性与大白猪繁殖性状相关。

ESR基因；FSH-β基因；母猪；繁殖性状

通过标记辅助选择来提高猪的繁殖性能比传统的育种方法更有效。雌激素受体基因（ESR）和卵泡刺激素β亚基基因（FSH-β）已被证实是2个影响猪产仔数的主效基因。Rothschld[1]通过候选基因法找到梅山猪的1个ESR基因标记，并证实其优势基因可影响约1.4头/窝的总产仔数和超过1头/窝的产活仔数。赵要风[2]把FSH-β基因作为控制猪产仔数主效基因的候选基因与产仔数进行的连锁分析表明，BB型母猪比AA型母猪头胎产仔数和产活仔数分别高出2.53头和2.12头，各胎次平均高出1.5头。但这2种基因的频率和遗传效应在不同报道中差别较大，故本研究通过对大白猪群中ESR和FSH-β基因的多态性进行检测，分析其合并基因型对产仔性状的影响，为ESR和FSH-β在本地种猪群体中进行标记辅助选择提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 实验材料 实验猪群耳组织样均采自新疆正大种猪场，共685头大白猪，剪取2 g左右猪耳组织样，放入含1 mL 75%酒精的Eppendoff管内，并放入冰盒带回实验室，-20℃保存。搜集整理了这685头母猪2013—2014年共6胎次总计2 806胎的总产仔数、总活仔数、健仔数、死胎、木乃伊数、初生窝重等繁殖性状相关资料。

1.2 主要试剂 DNA提取试剂盒、Marker DL2000购自上海天根生化科技有限公司，PCR MIXix购自康为世纪生物科技有限公司，限制性内切酶PvuⅡ酶购自宝生物工程（大连）有限公司。

1.3 引物设计 提供的引物序列（表1），由生工生物（上海）股份有限公司合成。超纯水溶解稀释到 10 μmol/L，-4℃保存[2-3]。

1.4 DNA提取和PCR扩增 根据DNA提取试剂盒提取DNA。用2%琼脂糖凝胶电泳检测DNA，NanoDrop2000测定DNA的浓度和纯度，稀释到50 ng/μL，-20℃保存。ESR和FSH-β基因的PCR体系相同：Mix 7.5 μL，上、下游引物各0.4 μL（10 μmol/L），50 ng/μL模板DNA 1 μL，加双蒸水至15 μL。反应条件：94℃变性4 min，35次循环（94℃，30 s；56℃，30 s；72℃，30 s），72 ℃延伸5 min。反应结束后取5 μL用2%的琼脂糖凝胶电泳检测。

表1 PCR引物序列及退火温度

1.5 RFLP的检测和分型 取10 μL ESR基因的PCR产物、30 μL无菌水、0.5 μL PvuⅡ及1.5 μL Buffer，37℃水浴4 h。酶切产物10 μL用4.5%的琼脂糖凝胶电泳检测，在紫外灯下观察结果，并用凝胶成像分析系统照相。FSH-β基因多态由片段插入造成，琼脂糖电泳检测PCR产物即可见多态性。PCR结束后每个样取10 μL用1.5%的琼脂糖凝胶电泳检测。

1.6 统计分析 统计上述3种基因型经PCR-RFLP分析后的各种基因型，用Excel软件进行原始数据处理，整理基因型数据，计算实验猪群ESR和FSH-β基因的不同基因型频率、基因频率、多态信息含量（PIC），并做Hardy-Weinberg平衡的χ2检验。

采用统计分析软件SAS9.1的线性模型分析基因型影响性状的遗传效应，GLM程序进行标记与性状间的关联分析，并进行显著性检验。统计模型：Y=总体平均数+基因型+胎次效应+品系效应+年效应+季节效应+残差，其中，Y为性状表型值；将胎次分为初产（1胎），经产（2～6胎）；实验猪群全为大白猪，不考虑品系效应；年效应跨度3年，2014年标记为1，2015年标记为2，2016年标记为3；季节效应按季度划分1季度（1—3月）、2季度（4—6月）、3季度（7—9月）、4季度（10—12月）；分析各基因型产仔数、产活仔数、健仔数、死胎、木乃伊数和初生窝重性状间的差异显著性，数据用平均数±标准差表示，显著性采用邓肯新复极差检验法检验，以P＜0.05作为差异显著性判断标准。

2 结 果

2.1 ESR和FSH-β基因多态性检测结果 ESR基因PCR产物经2%琼脂糖凝胶电泳检测，扩增片段与目的片段一致且特异性好，经限制性内切酶PvuⅡ酶切后，产生3种基因型121 bp纯合子（AA基因型），121、65、56 bp 杂合子（AB基因型），65、56 bp纯合子（BB基因型），55 、65 bp相差几个碱基，琼脂糖电泳无法分开，成1条混合带。FSH-β等位基因由片段插入造成，琼脂糖电泳检测PCR产物即可见多态性。PCR反应结束后每个样取10 μL经1.5 %琼脂糖凝胶电泳检测。结果出现3种基因型：500 bp 纯合子（AA基因型）；500、220 bp 杂合子（AB 基因型）；220 bp纯合子（BB基因型）。

2.2 ESR和FSH-β基因不同基因型和等位基因频率统计结果 由表2可见，ESR和FSH-β基因在大白猪中检测到3种基因型分别是AA型、AB型和BB型，ESR基因和FSH-β基因的优势基因均为B等位基因。在大白猪群体中，ESR基因的χ2值为4.7232＜=5.99（P＞0.05），群体处于Hardy-Weinberg平衡状态。FSH-β基因的χ2值为6.2364＞=5.99（P＜0.05），群体处于Hardy-Weinberg非平衡状态，说明FSH-β基因受到了人工选择。所有基因型的PIC处于0.25～0.5，属于中度多态，反映了这2个猪群具有较丰富的遗传多态性。

表2 ESR和FSH-β在大白猪中的基因频率和基因型频率

2.3 ESR和FSH-β基因多态性对大白母猪繁殖性状的影响 在大白猪群中，对于初产母猪，除FSH-β基因AA基因型死胎数显著高于AB基因型（P＜0.05）外，ESR和FSH-β基因各基因型对其他繁殖性状的影响均不显著，但在总产仔数、总活仔数、健仔数性状上，ESR和FSH-β基因均为BB基因型高于AA基因型。ESR基因BB基因型总产仔数、总活仔数、健仔数比AA基因型高出0.33、1.14、0.06头。FSH-β基因BB基因型总产仔数、总活仔数、健仔数比AA基因型分别高出0.33、0.30、0.30头。

对于经产母猪，除ESR基因AA基因型死胎数显著高于AB基因型（P＜0.05）外，ESR和FSH-β基因各基因型之间差异不显著，但ESR基因BB基因型比AA基因型总活仔数、健仔数分别高0.12、0.07头，死胎、木乃伊数分别低0.10、0.05头，FSH-β基因在总产仔数、总活仔数、健仔数性状上与初产母猪相反，表现出AA基因型高于BB基因型的规律（表3）。FSH-β基因AA基因型总产仔数、总活仔数、健仔数比BB基因型分别高0.24、0.19、0.04头。

2.4 ESR和FSH-β合并基因型对大白母猪繁殖性状的影响 对于初产大白猪来说，ESR和FSH-β合并基因型ABAA大白猪的总产仔数和总活仔数最高，但初产大白母猪各繁殖性状在统计数据上均未显示出显著性差异。

对于经产大白母猪来说，BBAA合并基因型在总产仔数、总活仔数、健仔数、出生窝重上均显著高于表现差的合并基因型（P＜0.05），总产仔数比AAAA合并基因型高出2.03头，总活仔数和健仔数比ABBB合并基因型分别高出1.75、1.65头，初生窝重比AAAA合并基因型高出2.13 kg。在木乃伊数性状上，虽然各合并基因型差异不显著，但是BBAA合并基因型的木乃伊数是最少的，比ABAB合并基因型少0.16头。

3 讨 论

国内外很多学者对ESR基因的多态性与总产仔数的关系进行了研究，大多数研究结果表明ESR基因在不同猪种中均存在多态性并且对猪的总产仔数有影响[4-8]。尽管报道中存在一些分歧，但绝大部分结果显示ESR基因的B等位基因能够提高总产仔数，并且呈现BB＞AA的效果。所以外来品种长期对高产选择导致了BB基因型的积累，本研究结果也表明在大白猪群中B等位基因为优势等位基因。李千军等[6]发现，ESR基因的A等位基因为优势等位基因，可能是由于样本来源造成的差异。我国现有大白猪来源广泛，在不同年代，从不同国家引入的大白猪，不能作为一个在基因型上完全一致的类群。所以不同研究者得出的结果有所差异，属正常现象。李千军等[6]发现在大白猪的初产母猪群中，BB基因型在总产仔数和总活仔数上均比AA基因型高出0.18头和0.36头。本研究发现，在大白初产母猪中，BB基因型在总产仔数和总活仔数上比AA基因型分别高出0.33头和0.14头，与李千军等[6]的结果相同。在大白猪的经产母猪群中，大部分研究表明B等位基因为有利基因，本研究结果也认可这一趋势，说明对于ESR基因来说，B等位基因可视为提供总产仔数的优势基因。而刘远等[8]发现在大白经产母猪中，AA基因型产活仔数高于BB基因型。不同的品种来源、遗传背景、群体大小、交配方式、表型性状的度量方法以及环境均会对实验结果造成影响。

表3 ESR和FSH-β基因多态性与大白猪繁殖性状的关联分析

表4 ESR和FSH-β合并基因型与大白猪繁殖性状的关联分析

本研究的大白猪群中FSH-β基因不符合Hardy-Weinberg平衡，B等位基因的基因频率为0.6843，B等位基因占优势，人工选择导致了BB基因型的积累。在基因效应方面，FSH-β基因不同基因型对于初产和经产的大白母猪效应不同。在本研究中初产母猪中有利等位基因为B等位基因，经产母猪中有利等位基因为A等位基因，与李千军等[6]研究结果相同。而陈来华等[9]分析表明，无论是经产还是初产大白猪，A等位基因都是有利等位基因，AA基因型总产仔数显著高于BB基因型。可能是由于母猪在头胎的受孕过程中，生殖系统还没有发育完善，因此初产母猪在总产仔数上有较大的波动性和偶然性。

合并基因型不是各个基因型效应的简单相加，之间可能存在复杂的互作效应，但是合并基因型的效应应该稍高于单个基因型的效应[10]。本研究结果也支持这一推论，ESR基因的BB基因型与AB基因型在健仔数性状上均是12.90头，FSH-β基因的AA基因型与AB基因型在健仔数性状上均是12.97头，但二者合并后发现ABAB合并基因型健仔数为12.98头，BBAA合并基因型健仔数为14.32头，BBAA合并基因型显著高于ABAB合并基因型。然而通过合并基因型选留的种猪是否能够提高产仔数还需要对其交配后的仔猪进行分析，因此今后大白种猪繁殖性能研究及应用中，应有目的地选择BBAA合并基因型母猪个体，扩大群体并跟踪其后代，进一步分析这2个基因对繁殖性状的遗传效应。ESR和FSH-β合并基因型对猪产仔性状的影响没有定论。赵西彪等[11]研究发现BBBB基因型组合是乳头数最多的基因型组合，而刘远等[12]却认为2个基因的合并基因型规律混乱，应该分析多个控制该性状的主效基因，才能提供更可靠的遗传信息。本研究认为对于初产大白母猪，ESR和FSH-β基因的有利合并基因型为ABAA，对于经产大白母猪，ESR和FSH-β基因的有利合并基因型为BBAA。

4 结 论

本研究结果提示，在目标大白猪群体中，ESR和FSH-β基因的优势基因为B等位基因；在初产大白母猪中，ESR和FSH-β基因有利等位基因均为B等位基因，在经产大白母猪中，ESR基因有利等位基因为B等位基因，FSH-β基因有利等位基因为A等位基因；对于初产大白母猪，ESR和FSH-β基因的有利合并基因型为ABAA，对于经产大白母猪，ESR和FSH-β基因的有利合并基因型为BBAA。本研究结论可作为大白猪母猪群体分子标记辅助选择的基础资料。

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Inf l uence of ESR and FSH-β Polymorphisms on Reproductive Traits of Yorkshire Sows

LIU Yi1, HU Jiu-ying2, ZHAO Yu-qiang1, WANG De-ming2, LIU Xiao-jun1,3*,HUANG Tao1*
(1. College of Animal Science and Technology, Shihezi University, Xinjiang Shihezi 832000, China; 2. Xinjiang CHIA TAI FOOD Co., Ltd. Xinjiang Wujiaqu 831301, China; 3. College of Animal Science and Veterinary Medicine, Henan Agricultural University, Henan Zhengzhou 450002, China)

To study the influence of the genotypes of estrogen receptor(ESR) and follicular-stimulating hormone beta subunit (FSH-β) on reproductive performance of Yorkshire sows, PCR and RLFP technique was used for genotyping and the genetic ef f ects of genotypes on reproductive traits were analyzed. The results showed that B allele was predominant for both ESR and FSH-β gene. For both ESR and FSH-β gene, TNB, NBA and NHB of genetype BB were 0.06～1.14 higher than those AA in gilts(P>0.05); In multiparous sows, for ESR gene the NBA and NHB of genotype AA were 0.12 and 0.07 higher than those of BB (P>0.05); To FSH-β gene, TNB,NBA and NHB of BB genetype were 0.04～0.24 higher than those of AA(P>0.05); Then combining genetype analyzed shown that ABAA of ESR-FSH-β in the first parity and BBAA of ESR-FSH-β in the later parities were the most prolif i c alleles. TNB,NBA and NHB of BBAA combined genetype were 2.03,1.75 and 1.65 higher than AAAA(P<0.05). The present data revealed that ESR and FSH-β polymorphisms were associated with reproductive performance of Yorkshires.

ESR gene; FSH-β gene; Sow; Reproductive performance

S828.2

A

10.19556/j.0258-7033.2017-04-044

2016-10-17；

2016-12-01

国家国际科技合作项目（2014DFA31840）

刘乙（1991-），女，四川内江人，硕士生，主要从事动物遗传育种与繁殖研究，E-mail:liuyi_shz@163.com

* 通讯作者：刘小军（1964-），男，山西沂州人，农学博士，教授，主要从事动物生长发育和繁殖调控的研究，E-mail:xjliu2008@ hotmail.com；黄涛（1978-），男，湖北随州人，农学博士，副教授，主要从事猪分子遗传育种研究，E-mail:taohuang100@ sina.com