鲁中肉羊FecB基因多态性与体尺性状的关联分析

张亚男,汪浩源,王舒君,张明珠,纪志宾,5*,李庆,杜善峰,晁天乐,王建民,王勇,亓宝华,薛海鹏,李强,张民,潘林香,田洪福,韩合国,孟宪雨,张彤晨

鲁中肉羊基因多态性与体尺性状的关联分析

张亚男1,汪浩源1,王舒君1,张明珠1,纪志宾1,5*,李庆1,杜善峰1,晁天乐1,王建民1,王勇2,亓宝华2,薛海鹏2,李强2,张民3,潘林香4,田洪福4,韩合国6,孟宪雨6,张彤晨6

1. 山东农业大学动物科技学院, 山东 泰安 271018 2. 济南市畜牧技术推广站, 山东 济南 250300 3. 济南市农业科学研究院畜牧渔业科创部, 山东 济南 250300 4. 山东嬴泰农牧科技有限公司, 山东 济南 271100 5. 黄河口滩羊产业研究院, 山东 利津 257400 6. 利津县现代畜牧业发展服务中心, 山东 利津 257400

本研究旨在分析基因g.746A>G位点多态性对鲁中肉羊生长性状的影响。以240只6月龄鲁中肉羊母羊为研究对象，通过一代测序技术和琼脂糖凝胶电泳对鲁中肉羊基因该位点进行多态性检测，采用单因素方差分析不同基因型与鲁中肉羊生长性状的关系。结果表明，基因g.746A>G位点存在3种基因型，BB、B+和++，且B+为优势等位基因型，B为优势等位基因。遗传参数分析结果表明，基因g.746A>G位点的杂合度是0.498，纯和度是0.502，有效等位基因数是1.992，多态信息含量是0.374，表现为中度多态性(0.25G位点BB基因型的体高显著低于B+和++基因型（<0.05）；BB基因型的胸围和腹围显著低于++基因型（<0.05），极显著低于B+基因型（<0.01）；该位点三种基因型的体长、管围、尻宽、尻长、胸深、胸宽、腰角宽、坐骨端宽均无显著差异（>0.05)。综上所述，基因突变位点对鲁中肉羊生长性状有一定程度的影响，本研究可为基因在鲁中肉羊的分子标记辅助育种提供理论参考依据。

鲁中肉羊;基因; 多态性; 生长性状; 关联分析

鲁中肉羊是由山东赢泰农牧科技有限公司联合山东农业大学、中国农业科学院、山东省农业科学院等单位，利用肉用性能好的南非杜泊绵羊[1]作为父本，繁殖率高的湖羊[2,3]作为母本，采用常规育种和分子遗传标记辅助选择技术，经杂交改良、横交固定、继代选育与扩繁，历经15年（2004-2019）培育出适合生产优质高档羊肉的专门肉用绵羊新品种[4]，在2020年12月31日，获鲁中肉羊新品种证书。鲁中肉羊具有早熟、繁殖率高、生长发育快、料肉比高、肉质品质好、抗粗饲、采食能力强、适合舍饲圈养等优良特性[5,6]。

()基因最早是由Davi GH等[7]在布鲁拉美利奴(Booroola merino)绵羊中发现，是一个具有促进排卵、提高繁殖力的主效基因。在2001年，Mulsant P[8]、Souza CJ[9]和Wilson T[10]等相关研究报道，绵羊6号常染色体上的骨形态发生蛋白受体IB(Bone morphoge netic protein receptor IB，)基因的第746位置处碱基发生了A→G的突变，即基因的突变，导致了编码区的第249位氨基酸由谷氨酰胺(Q)变为精氨酸(R)，进而促进绵羊排卵数的增加。基因通过促进排卵数的加性效应来发挥分子生物学作用，一个拷贝增加排卵数1.3～1.6个，两个拷贝增加2.7～3.0个，相对应的产仔数则是，一个拷贝基因控制0.9～1.2，两个拷贝基因控制1.1～1.7，携带该突变基因的母羊排卵数增加，具有较高的繁殖力。因此，国内外研究学者开始广泛关注基因的研究，Davis GH等[11]在世界上13个国家检测了21个羊种群，在中国2个品种中发现基因突变，其中包括湖羊和小尾寒羊。国内研究者发现湖羊、小尾寒羊、多浪羊和中国美利奴羊也存在基因[12]。近几年更多研究发现，洼地绵羊[13]、滩羊[14]、杜泊羊[15]等不仅存在基因，还对其产羔数均具有显著的加性效应。基因突变对羊繁殖性能发挥的作用，吸引了众多研究学者的探索，基因多态性对不同羊品种生长发育影响的研究国内外也有较多报道。Gootwine E等[16]对携带（Booroola）突变羊研究结果表明，含有基因的羔羊出生体重较低，断奶后生长速度较慢，母羊成熟体重较轻。另有国外研究者表明，携带基因母羊的体尺性状相比不携带基因的小[17]。管峰等[18]将基因多态性与我国9种绵羊品种的产仔数和生长发育进行了研究，结果表明，基因对出生后早期的身体生长具有积极影响。另有研究表明，B+基因型的初生羔羊体尺均显著低于++基因型（<0.05），基因与羊只的生长发育具有负相关性[19]。杨宇泽等[20]研究结果显示，基因对小尾寒羊羔羊生长发育未发现产生不利影响，也未发现该基因对羔羊出生后的生长发育有明显的加性效应。所以，关于基因突变对不同品种羊群生长性状的研究报道存在争议，并且大量研究报道都是关于基因对初生或是3月龄羔羊生长发育的影响，与其他年龄绵羊生长性状的关联分析尚有较少报道。因此，本次试验通过研究基因突变对6月龄鲁中肉羊生长性状（体高、体长、胸围、管围、尻宽、尻长、胸深、胸宽、腰角宽、坐骨端宽、腹围）11种体尺指标的影响，以期为基因在鲁中肉羊的分子标记辅助育种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物

在山东赢泰农牧科技有限公司选取6月龄生长发育正常，健康无病的鲁中肉羊母羊共240只，所有羊只均在半封闭式羊舍内饲养，饲喂日粮是全价混合日粮，定时、定量饲喂，2次/d。温度、湿度、通风按照日常鲁中肉羊养殖场管理规定进行，免疫程序按照肉羊常规程序进行。颈静脉采集血样样品（5 mL/只），使用EDTA抗凝，放置在-20 °C保存备用。

按照规定要求采用直尺，测杖，圆形测定尺，测量6月龄鲁中肉羊的表型性状，包括：体高，体长，胸围，管围，尻宽，尻长，胸深，胸宽，腰角宽，坐骨端宽，腹围。

1.2 主要仪器与试剂

1.2.1 实验仪器PCR仪（美国ABI），凝胶成像仪（上海复日科技有限公司），测序仪（美国ABI），UV-Vis Spectrophotometer（Merinton），冷冻离心机（安徽中科中佳科学仪器有限公司)，电泳仪（北京六一仪器厂），电泳槽（北京六一仪器厂）。

1.2.2 实验试剂Ezup柱式血液基因组DNA抽提试剂盒，琼脂糖凝胶，SanPrep柱式DNA胶回收试剂盒。

1.3 基因DNA提取和检测

使用Ezup柱式血液基因组DNA抽提试剂盒进行DNA提取，使用分光光度计检测DNA的浓度和纯度，使用1%琼脂糖、1XTAE缓冲溶液电泳（电压120～180 V）检测DNA的质量。

1.4 引物设计与合成

根据NCBI数据库的基因序列（登录号：ＮＣ＿056059.１）采用Primer Premier 5.0软件进行引物设计，引物信息由（表1）所示，引物由生工生物工程（上海）股份有限公司合成。

表 1 引物序列

1.5 PCR扩增

以上述DNA为模板进行PCR扩增。PCR反应体系：模板DNA1.0 μL，F（10 μmol/μL)1.0 μL，R(10 μmol/μL)1.0 μL，Dntp (mix)(10 μmol/μL)1.0 μL，Taq Buffer (with MgCl2)(10X)2.5 μL，Tap酶(5 U/μL)0.2 μL，加ddH20到25 μL。PCR扩增条件：95 ℃预变性5 min，94 ℃变形30 s，63 ℃退火（每个循环降0.5 ℃，每个循环退火30 s），72 ℃延伸30 s，共10个循环，95 ℃变形30 s，58 ℃退火30 s，72 ℃延伸30 s，共30个循环，最后72 ℃修复延伸10 min，4 ℃保存。使用1%琼脂糖凝胶电泳进行PCR扩增产物检测，最后送生工生物工程（上海）股份有限公司进行测序。

1.6 数据统计与分析

利用popGene32软件计算基因多态位点在试验群体中的基因型频率、基因频率、纯合度（Ho）、杂合度（He）、有效等位基因数（Ne）和多态信息含量（PIC）等遗传学参数，并进行2检验，判断其在鲁中肉羊群体中是否达到哈代－温伯格平衡状态。利用一般线性模型分析不同参数对性状的影响：模型：＝＋+。式中，：性状的表型值；：群体的平均值；：基因型效应；：随机残差。

使用SPSS26.0软件的单因素方差分析对突变位点的不同基因型与鲁中肉羊生长性状进行关联分析，试验数据使用平均值±标准误表示。

2 结果与分析

2.1 FecB基因测序分型

通过对PCR产物进行测序，发现在g.746A>G位点存在3种基因型（图1），分别是BB基因型、B+基因型和++基因型。

图 1 g.746A>G位点BB、B+和++基因型测序分型结果

2.2 鲁中肉羊FecB基因突变位点的基因型频率和基因频率

根据对基因g.746A>G位点的基因型频率和基因频率计算、分析，统计结果如表2所示，BB（49个体）基因型频率是0.204，B+（157个体）基因型频率是0.654，++（34个体）基因型频率是0.142，并且B等位基因频率是0.531，+等位基因频率是0.469，即B等位基因频率高于+等位基因频率，为优势等位基因。依据Hardy-Weinberg平衡检验可知，该位点在鲁中肉羊群体中处于平衡状态（>0.05）。

表 2 FecB基因g.746A>G位点的基因型频率、基因频率及Hardy-Weinberg平衡检验

注：括号内的数字表示基因型的个体数。

Note: The numbers in brackets indicate the number of individuals with genotypes.

2.3 鲁中肉羊FecB基因突变位点的遗传参数

鲁中肉羊基因g.746A>G位点遗传参数进行分析结果如表3显示，该位点的杂合度是0.498，纯和度是0.502，有效等位基因数是1.992，多态信息含量是0.374，表现为中度多态(0.25

表 3 FecB基因的遗传参数

2.4 FecB基因g.746A>G位点与鲁中肉羊生长性状的关联分析

表 4 FecB基因g.746A>G位点与鲁中肉羊生长性状的关联分析

注：同行数据肩标相同字母或无字母表示差异不显著（>0.05)，肩标不同小写字母表示差异显著（<0.05），肩标不同大写字母表示差异极显著（<0.01）。

Note: In peer data, the same or no letters of shoulder labels indicate no significant difference (>0.05), different lowercase letters of shoulder labels indicate significant difference (<0.05), and different capital letters of shoulder labels indicate extremely significant difference (<0.01).

根据鲁中肉羊基因不同基因型与其生长性状进行关联分析，结果由表4可知，g.746A>G位点BB基因型的体高显著低于B+和++基因型（<0.05）；BB基因型的胸围和腹围显著低于++基因型（<0.05），极显著低于B+基因型（<0.01）；该位点三种基因型的体长、管围、尻宽、尻长、胸深、胸宽、腰角宽、坐骨端宽均无显著差异（>0.05)。

3 讨 论

鲁中肉羊是适合我国北方地区舍饲圈养的专门肉用绵羊新品种[21]，其生长性状尤其重要。我国展开了关于影响绵羊生长发育的大量研究，关于基因对绵羊生长发育影响的说法大相径庭。潘洋等[2]通过研究基因对湖羊生长发育的影响，发现基因对产后羊只生长发育具有促进作用，与管峰[18]等研究结果相似。崔绪奎等[22]将基因对杜泊羊与小尾寒羊杂交的3月龄肉羊群体生长性能的联系进行研究表明，B+基因型母羔羊初生及3月龄断奶体高、体长、胸围等体尺指标均显著小于++基因型；B+基因型的公羔羊各体尺指标也均小于++基因型，但是差异不显著。近期，Visscher AH等[23]研究表明，携带基因的母羊后代羔羊生长速度比不携带基因母羊后代慢。陶林等[24]对鲁中肉羊育种突变应用效果进行分析，结果显示，BB基因型初生公羔的体高、胸围、胸宽、胸深和初生及3月龄母羔的胸深显著低于++基因型；BB基因型初生公羔体长极显著低于++基因型；BB基因型初生及3月龄母羔管围显著低于++基因型。

本次试验采用一代测序技术对基因g.746A>G位点进行多态性检测，随后使用SPSS软件分析6月龄鲁中肉羊各体尺指标数据与不同基因型的关联性，结果表明，基因g.746A>G位点BB基因型的体高显著低于B+和++基因型（<0.05）；BB基因型的胸围和腹围显著低于++基因型（<0.05），极显著低于B+基因型（<0.01）；该位点三种基因型的体长、管围、尻宽、尻长、胸深、胸宽、腰角宽、坐骨端宽均无显著差异（>0.05)。本次试验与先前基因位点不同基因型与各体尺指标的相关性研究存在一定异同，可能是因为：一方面，年龄、品种等因素的不同，导致基因对生长发育的作用逐渐降低[24]。另一方面，本次试验样品只有6月龄，样本数量少且没有其他月龄样品的对照，造成试验结果具有局限性，因此需要进一步扩大试验样本数量来研究其机理作用。但是研究发现基因突变对某些生长性状的发育具有一定影响，与大多数的研究结果一致。

4 结 论

本次研究结果表明，在鲁中肉羊基因g.746A>G位点中存在3种基因型（BB、B+和++），B+为优势等位基因型，B为优势等位基因。BB基因型的体高显著低于B+和++基因型（<0.05）；BB基因型的胸围和腹围显著低于++基因型（<0.05），极显著低于B+基因型（<0.01）。基因对鲁中肉羊的生长性状存在一定程度的影响。

[1] 赵有璋.杜泊羊及其在我国初步利用效果[J].现代畜牧兽医,2011(1):20-23

[2] 潘洋.湖羊规模化养殖模式、生长发育与繁殖性能的研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2018

[3] 刘宏壮.湖羊南移养殖的发展前景[J].浙江畜牧兽医,2013,38(2):46

[4] 李强,潘林香.鲁中肉羊新品种培育经历及应用[J].中国畜禽业,2020,16(12):100-101

[5] 田越,王金文,孟宪锋,等.鲁中肉羊育肥与产肉性能研究[J].中国草食动物科学,2018,38(5):65-67

[6] 李强,王勇,王金文,等.鲁中肉羊育肥及产肉性能研究[J].养殖与饲料,2020,19(11):19-22

[7] Davis GH, Montgomery GW, Allison AJ,. Segregation of a major gene influencing fecundity in progeny of Booroola sheep [J]. New Zealand Journal of Agricultural Research, 2012,25(4):525-529

[8] Mulsant P, Lecerf F, Fabre S,. Mutation in bone morphogenetic protein receptor-IB is associated with increased ovulation rate in Booroola Mérino ewes [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2001,98(9):5104-5109

[9] Souza CJ, MacDougall C, Campbell BK,. The Boo-roola (FecB) phenotype is associated with a mutation inthe bone morphogenetic receptor type 1B ( BMPR-IB) gene [J]. Journal of Endocrinology, 2001,169(2):1-6

[10] Wilson T, Wu XY, Juengel JL,. Highly prolific Boo-roola sheep have a mutation in the intracellular kinase do-main of bone morphogenetic protein IB receptor (ALK-6)that is expressed in both oocytes and granulosa cells [J]. Biology of Reproduction, 2001,64(4):1225-1235

[11] Davis GH, Balakrishnan L, Ross IK,. Investigation of the Booroola (FecB) and Inverdale (FecXI) mutations in 21 prolific breeds and strains of sheep sampled in 13 countries [J]. Animal Reproduction Science, 2006,92(1-2):87-96

[12] Hua GH, Yang LG. A review of research progress of FecB gene in Chinese breeds of sheep [J]. Animal Reproduction Ence, 2009,116(1-2):1-9

[13] 任艳玲,沈志强,李敏,等.洼地绵羊FecB基因多态性与其产羔数关系的研究[J].中国畜牧兽医,2011,38(7):4

[14] 马丽娜,于洋.滩羊多胎基因(FecB)TaqMan探针SNP分型与产羔数的关联研究[J].畜牧与饲料科学,2017,38(3):20-22

[15] 李君,刘永斌,马驰骋,等.黄淮杜泊羊繁殖性能和基因多态性研究[J].中国畜牧杂志,2019,55(11):84-87,91

[16] Gootwine E, Rozov A, Bor A,. Carrying the(Booroola) mutation is associated with lower birth weight and slower post-weaning growth rate for lambs, as well as a lighter mature bodyweight for ewes [J]. Reproduction Fertility & Development, 2006,18(4):433-437

[17] Sejian V, Maurya VP, Prince LLL,. Effect of FecB status on the allometric measurements and reproductive performance of Garole × Malpura ewes under hot semi-arid environment [J]. Tropical Animal Health and Production, 2015,47(6):1089-1093

[18] 管峰,刘守,石国庆,等.基因在9个绵羊品种中的多态性及其与产羔数和羔羊生长发育的相关性(英文)[J]. 遗传学报,2006(2):117-124

[19] 张也,艾日夏提·地里夏提,刘志强,等.基因对杜泊羊和湖羊杂交后代产羔率与生长性能的影响[J].中国草食 动物科学,2021,41(2):69-72

[20] 杨宇泽,冯涛,储明星,等.小尾寒羊基因突变与产羔数和生长发育关系的研究[J].华北农学报,2012,27(5):38-43

[21] 徐建堂.肉用绵羊新品种鲁中肉羊[J].农业知识,2021(14):65

[22] 崔绪奎,王金文,王德芹,等.基因对杜×寒杂交肉羊产羔数及羔羊生长发育的影响[J].山东农业科学,2010(8):98-100,106

[23] Visscher AH, Dijkstra M, Lord EA,. Maternal and lamb carriereffects of the Booroola gene on food intake, growth and carcass qualityof male lambs [J]. Animal Science, 2000,71(2):209-217

[24] 陶林,潘林香,王金文,等.鲁中肉羊育种中突变应用效果分析[J].中国畜牧杂志,2020,56(3):47-50

The Association ofGene Polymorphism and Body Size in Luzhong Mutton Sheep

ZHANG Ya-nan1, WANG Hao-yuan1, WANG Shu-jun1, ZHANG Ming-zhu1,JI Zhi-bin1,5*, LI Qing1, DU Shan-feng1, CHAO Tian-le1, WANG Jian-min1, WANG Yong2,QI Bao-hua2, XUE Hai-peng2, LI Qiang2, ZHANG Min3, PAN Lin-xiang3, TIAN Hong-fu4, HAN He-guo6, MENG Xian-yu6, ZHANG Tong-chen6

1.271018,2.250300,3.250300,4.271100,5.257400,6.257400,

The purpose of this study was to analysis the effect of the polymorphism of g.746a > G locus ingene on the growth traits of Luzhong mutton sheep. A total of 240 6-month-old Luzhong mutton sheep were selected, the polymorphism ofgene was detected using sanger sequencing technology and agarose gel electrophoresis, and the correlation between different genotypes and growth traits was analyzed by one-way ANOVA. The results showed that there were three genotypes at g.746a > G locus ofGene, BB, B+ and ++, the B+ was the dominant genotype, and B was the dominant allele. The results of genetic parameter analysis indicated that the heterozygosity of g.746a > G locus was 0.498, the homozygosity was 0.502, the number of effective alleles was 1.992, and the content of polymorphism information was 0.374, showing a moderate polymorphism (0.25< PIC <0.5). The results of association analysis showed that the body height of BB genotype at g.746a > G locus was significantly lower than that of B+ and ++ (<0.05); The chest circumference and abdominal circumference of BB genotype were significantly lower than those of ++ genotype (<0.05), and very significantly lower than those of B+ genotype (<0.01); There was no significant difference in body length, tube circumference, rump width, rump length, chest depth, chest width, waist angle width and sciatic end width between the three genotypes (>0.05). In conclusion, the mutationofGene have a certain impact on the growth traits of Luzhong mutton sheep, which provides a reference basis for molecular marker assisted breeding ofGene in Luzhong mutton sheep.

Luzhong mutton sheep;; polymorphism; body size; correlation

S826

A

1000-2324(2022)04-0634-06

10.3969/j.issn.1000-2324.2022.04.021

2022-03-14

2022-04-08

山东省农业良种工程项目(2019LZGC012);黄河三角洲学者项目(DYRC20200102)

张亚男(1996-),女,在读硕士,主要研究方向羊遗传种与繁殖. E-mail:3014519635@qq.com

Author for correspondence. E-mail:zbji916@sdau.edu.cn