畜禽肉质性状相关候选基因的研究进展

杨 航，柳 序，2

（1.衡阳师范学院生命科学学院，湖南 衡阳 421200；2.南岳山区生物资源保护与利用湖南省重点实验室，湖南 衡阳

421200）

过去的畜牧业生产侧重于畜禽生长性能的提高，导致肉质呈下降趋势。随着生活水平日益提高，市场对于优质畜禽肉的需求量逐年提升，改良畜禽肉质性状为当今的研究方向。肉质是一个影响因素复杂的综合性状，肌内脂肪（intramuscular fat，IMF）和肌苷酸（inosinicacid，IMP）含量是影响肌肉鲜味和口感的主要物质，IMF 主要沉积在肌束膜周围，由甘油三酯和脂肪酸组成［1］，机体主要从脂肪的合成与分解代谢和脂肪酸的转运三方面调控IMF 的沉积；IMP 属核苷酸的一种，参与细胞代谢和供能等生命活动，同时也是肉质风味形成不可缺少的物质。同时嫩度也是评价肉质的重要指标之一，嫩度指切割肉的难易程度，用剪切力度量；pH 值受糖原代谢速率影响［2］，是影响系水力和嫩度的重要因素；肉色则为消费者对肉产品的直接评价标准。

目前，对于改良肉质的研究已逐渐深入，研究发现脂肪酸结合蛋白（fatty acid-binding proteins，FABPs）基因在脂肪摄取过程中起关键作用，是影响IMF 沉积的主效基因；腺苷琥珀酸裂解酶（adenylosuccinate lyase，ADSL）基因编码的琥珀酸裂解酶是IMP 沉积的关键酶。文中着重对影响肌内脂肪含量、肌苷酸含量、嫩度、pH 值和肉色等肉质性状的候选基因进行综述，以期为后续的研究和育种提供参考。

1 与肌内脂肪含量相关的基因

1.1 脂肪型脂肪酸结合蛋白基因

脂肪型脂肪酸结合蛋白 （adipocyte fatty acid binding-protein，A-FABP）基因是FABPs 基因的家族成员之一，其基因在肌肉组织中高表达有利于增加肌内脂肪含量。王顺利等［3］对大河乌猪和长白猪进行研究，发现在A-FABP 基因第1 内含子区域均存在多态性位点，共存在A、B、C、D 和E 5个等位基因，AB、BB、BC、BD、CC 和CE 6 种基因型，其中CC 型为长白猪优势基因型，BD 型对大河乌猪肌内脂肪含量影响显著。张俪萍等［4］在北京油鸡、吉林黄鸡及正反交F1 代群体A-FABP 基因第1 外显子处均发现多态位点C＞T，存在3 种基因型：CC、CT 和TT，北京油鸡群体CC 型腿肌嫩度显著高于CT 型。有研究对巴什拜羊A-FABP基因检测发现其第2 外显子存在突变位点G3159A，GA 型个体体长、体重和胸围均显著高于GG 型个体［5］。刘瑞莉等［6］研究发现，在黑牛AFABP 基因第1 内含子区存在多态位点，AA 基因型对肌内脂肪含量有显著影响。王永［7］在和田黑鸡与三黄鸡A-FABP 基因第1 外显子处均检测到一个C51T 突变位点，该位点能作为选育胸肌中高IMF 含量和田黑鸡的遗传标记。由此可见，AFABP 基因与肌内脂肪含量密切相关。

1.2 心脏型脂肪酸结合蛋白基因

心脏型脂肪酸结合蛋白（heart-type fatty acidbinding proteins，H-FABP）基因是FABPs 基因家族成员之一，脂肪酸在细胞内的运输与摄取主要由其调控，其多态性对速生型肉鸡胸肌和腿肌的肌内脂肪影响显著［8-9］。H-FABP 定位于鸡第23 号染色体，在和田黑鸡与三黄鸡H-FABP 基因第2外显子处均检测到G939A、G982A 和C1014T，其中G982A 突变位点可作为和田黑鸡胸肌高IMF含量选育的遗传标记［7］。丛含羽等［10］对吉林黑鸡、吉林芦花鸡和矮脚芦花鸡及正反交群体H-FABP基因检测发现第3 内含子g.2980G＞A 突变位点具有多态性，对胸肌嫩度与熟肉率有影响。黄李勇等［11］对巴什拜羊H-FABP 检测发现第2 外显子存在突变位点A938G，AG 型体重与胸围均显著高于AA 型个体。在牛中H-FABP 基因定位于第6 号染色体上，陈春华等［12］研究发现陇东地方牛和西门塔尔杂交肉牛都存在H-FABP 基因突变位点C1006G，其中GC 和CC 基因型对牛肉滴水损失影响显著。研究苏姜猪猪群H-FABP 基因发现第2 内含子HaeⅢ酶切位点与5'-上游区HinfⅠ酶切位点均存在多态性，存在DD、Dd、dd 和HH、Hh、hh 基因型，其中HH 型个体肌内脂肪含量显著高于其他基因型个体［13］。据上述研究可以推断，H-FABP 基因的多态性位点与肉的肌内脂肪沉积量有一定的相关性。

1.3 脂肪酸合成酶基因

脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，FASN）基因能生成脂肪酸合成代谢的关键酶，是影响动物体脂沉积性状和肉质性状的关键候选基因。迟志娇等［14］对350 头秦川牛FASN 基因g.17924G＞A 位点进行遗传多态性分析，其与秦川牛尻长与腰角宽显著相关。褚敏等［15］对甘南牦牛、天祝白牦牛和大通牦牛FASN 基因研究中，发现位于第3 内含子上的g.5477C＞T 突变对脂肪含量影响显著，GG 型脂肪含量显著低于HH 和HG 型。洪志勇［16］对杜洛克、大白和长白3 个猪种研究发现FASN 基因在第2 内含子第19 位点C＞A，第491 位点C＞T，其中等位基因D 与E 能显著提高大白猪肌内脂肪含量。刘星［17］关联分析发现湖羊FASN 基因内含子c.9413T＞C 与IMF 含量显著相关。由此知，FASN 基因可为后续肉质选育改良奠定基础。

1.4 脂蛋白脂酶基因

脂蛋白脂酶（lipoprotein lipase，LPL）基因表达产生脂蛋白脂酶，在三酰甘油和脂肪酸的转运中起关键作用，故LPL 基因表达量高利于脂肪沉积。高鸿蒙等［18］对乌珠穆沁羊LPL 基因研究发现，其第3 外显子具多态位点A384T，与肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、滴水损失和pH24h值显著相关。王建文等［19］以伊犁马为研究对象检测到LPL 基因内含子区域存在2 个突变位点，g.715T＞C 基因型TT 与CT 能影响失水率和剪切力，g.12074C＞A 基因型CC、CA 能影响失水率、剪切力与熟肉率。王丽华等［20］研究发现黑羽番鸭LPL 基因第3 内含子上有G120A 和A128G 两个多态位点，形成HH、HI 和II 3 种基因型，不同基因型间氨基酸含量存在差别。对白羽王鸽研究中发现LPL 基因第7 外显子和第6、7 内含子上存在7 个SNPs，其中A12239T位点的多态性与IMP 呈极显著相关性；G11747T与T12169G 位点突变和IMF 含量显著相关；G11726T、A11989G 和G12061A 突变与脂肪酸含量、剪切力和系水力有显著相关［21］。LPL 基因通过影响脂肪酸及氨基酸含量引起肉质的改变，可作为影响畜禽分子标记辅助育种的有效遗传标记。

2 与肌苷酸含量相关的基因

2.1 腺苷琥珀酸裂解酶基因

腺苷琥珀酸裂解酶 （adenylosuccinate lyase，ADSL）基因的高表达可以促进机体内合成大量嘌呤核苷酸，作为合成ATP 的原料并为其供应能量，进而提升IMP 的含量，故该基因在体内肌苷酸合成代谢中发挥重要作用。毛海光［22］对泰深王鸽肉质性状研究中在ADSL 基因上共检测到9 个SNPs，其中在C13065G 位点上，基因型AA 和AB的肌苷酸含量极显著高于BB 型；G10696A 位点上基因型AA 和AB 的屠体率极显著高于BB 型。喻世刚等［23］在青脚麻鸡ADSL 基因启动子区ATG上游检测到c.-1670C＞A 突变位点，肌肉冷冻60 d后AA 型较CA 和CC 型新鲜。上述研究对ADSL基因的多态性进行了分析，可将其作为肉质相关候选基因。

2.2 腺苷单磷酸脱氨酶1 基因

腺苷单磷酸脱氨酶1 （adenosine monophosphate deaminase 1，AMPD1）基因是AMPD 多基因家族的肌肉特异性成员，调控畜禽肌肉参与ATP合成IMP 的过程，且鸡胸肌肌肉中IMP 含量与该基因呈显著正相关关系，故AMPD1 基因是肉质研究的主要候选基因。AMPD1 基因在北京油鸡中存在3 个等位基因：A、B 和C，产生AA、BB、CC、AB、AC 和BC 6 种基因型，其中AC 型个体肌苷酸含量最小二乘均值最高，BB 型次之，AA 型最低［24］。张学余等［25］以丝羽乌骨鸡为研究素材，萧山鸡、白耳鸡、北京油鸡、茶花鸡和隐性白羽肉鸡为对照组研究发现AMPD1 基因共存在10 个SNPs，其中120 位A＞G 与355 位A＞G 出现的鸡品种如北京油鸡、丝羽乌骨鸡和茶花鸡肌苷酸含量较高，由此推测这2 个位点与肌苷酸含量密切相关。曾蝶等［26］对青脚麻鸡AMPD1 基因分析发现其启动子区ATG 上游存在c.749G＞A 突变位点，与鸡肉保存新鲜度显著相关。根据以上研究，推测AMPD1 可作为改善鸡肉质性状研究的候选基因，为家禽肉质性状的改善提供理论基础。

3 与嫩度相关的基因

3.1 钙蛋白酶抑制蛋白基因

钙蛋白酶抑制蛋白（calpastatin，CAST）基因能调控肌原纤维蛋白的降解，影响肌肉的生长及嫩化过程，调节肌肉内蛋白水解速率，是作为家畜嫩度性状筛选的重要辅助标记之一。郁冯艳［27］对皖东牛CAST 基因进行研究，发现在第8 内含子和第9 外显子中有A220G、A223G、G239A、C369T 和G375A 5 个突变位点，其中CC 和CT 型与皖东牛背最长肌、胸肌和腿肌的剪切力值显著相关，且CC 型的剪切力值显著低于CT 型。王华［28］在高山细毛羊、小尾寒羊、蒙古羊、滩羊和藏羊5 个绵羊品种的CAST 基因扩增片段上检测到G62T 和C110T 多态性位点，该位点对失水率和剪切力有显著性影响。对苏尼特羊CAST 基因研究中发现c.1210C＞T、c.1437G＞A 和c.2097C＞T 突变与胸最长肌中脂肪酸的某些组成与种类相关［29］。许金根等［30］分析巴克夏猪、霍寿黑猪及其F1 代CAST 基因多态性，发现编码区存在c.1980A＞C 突变位点，影响猪CAST 基因转录效率和功能。上述研究表明CAST 基因相关多态位点可作为遗传选择标记，为畜禽肉质性状选择提供参考。

3.2 钙激活蛋白酶基因

钙激活蛋白酶1（calpain 1，CAPN1）基因调控产生的钙蛋白酶1 在机体各组织中广泛存在，是细胞质中重要的蛋白水解酶，与蛋白质水解程度、宰后嫩度变化和肌肉增长密切相关［31］。对皖东牛CAPN1 基因研究中在第8、9 内含子和第9 外显子上发现C429G、G437A、C572T 和G458C 共4 个多态位点，存在AA 和BB 型，BB 型剪切力显著高于AA 型［32］。石福岳等［33］对早胜牛CAPN1 基因研究中发现第22 外显子上存在G15299A 和G15682C 位点，第21 内含子上存在C14899T 和C15176A 位点，关联性分析发现单倍型与早胜牛剪切力、眼肌面积和失水率等显著相关。李云霞［34］以伊犁马为研究对象检测发现CAPN1 基因第5外显子存在突变位点g.28970528T＞A，影响肌肉失水率、剪切力及粗脂肪含量；第9 内含子存在突变位点g.28972795T＞A，与肌肉失水率、熟肉率、粗脂肪、肌纤维直径和密度显著相关，第10 外显子存在突变位点g.28972849A＞C 显著影响肌肉失水率。综上所述，CAPN1 基因可作为辅助选择用于禽肉嫩度的分子标记。

3.3 生肌决定因子6 基因

生肌决定因子6（myogenic factor 6，Mfy6）基因是生肌调节因子家族（MRFs）的下游基因，在肌肉发生、肌管和肌纤维肥大等过程中发挥着重要作用［35-36］。袁曼曼［37］在金茅黄鸡、京海黄鸡Myf6 基因第1 外显子区域检测到突变位点T586C，形成3种基因型HH、Hh 和hh，该突变导致编码的丙氨酸变为天冬氨酸，Hh 型个体在8 周、10 周、12 周、14 周和16 周龄体重极显著高于HH 型。鲁玉洁等［38］以新西兰罗姆尼公羔羊为研究对象检测发现Myf6 基因第1 外显子区域存在多态位点c.129C＞T，存在AA 和AB 基因型，对羔羊总瘦肉量与腰部瘦肉比例，以及肩部、腰部和后腿的瘦肉量影响为极显著。Myf6 基因具有丰富的多态性，可作为影响肉质的候选基因重点关注。

4 与pH 值相关的基因

蛋白激酶单磷酸腺苷γ3 亚基（protein kinase adenosine monophosphate gamma 3 subunit，PRKAG3）基因编码一磷酸腺苷激活蛋白激酶（AMPK）γ 亚基γ3 能促进AMPK 活化，在骨骼肌的糖、脂代谢中十分关键［39］。胡伟等［40］对宣和猪PRKAG3基因第5 外显子区域研究中发现3 个SNPs：T579C、T580C 和G595A，其中T579C 和T580C 位点的TT 和TC 型能提高大理石纹和降低失水率，G595A 位点AA 型失水率最低、熟肉率最高。牛的PRKAG3 基因定位于2 号染色体，孔琳等［41］对延边黄牛PRKAG3 全长289 bp 研究发现3 处SNPs，存在AA、CC 和AC 型，其中引物P3 位点多态性与pH 值极显著相关，与剪切力显著相关，引物P9位点多态性与pH 值显著相关。PRKAG3 基因在鸡中位于7 号染色体，哈桑·阿巴克等［42］对芦花鸡研究发现该基因第11 外显子第2 832 位点存在T＞G，有TT、TG 和GG 3 种基因型，GG 型pH 值极显著低于TG 和TT 型，TG 型显著低于TT 型。由上述研究可知PRKAG3 基因可作为畜禽pH 值的分子标记，对于标记辅助选择意义重大。

5 与肉色相关的基因

5.1 酪氨酸酶基因

酪氨酸酶（tyrosinase，TYR）基因是调控黑色素合成的关键基因，对于动物皮肤和毛色等表型具有重要作用。徐志强等［43］对武定乌骨鸡研究发现TYR 外显子区域有2 个多态位点，分别为C2744T 和C2866T，对总黑色素含量影响较大，其中C2866T 位点CC 型与CT 型呈极显著差异，C2744T 位点CC 型与CT 型呈显著差异，且总黑色素含量最高为C2744T 位点CC 型，最低为C2866T 位点CC 型；血浆比色光密度均值最高为C2744T 位点CT 型。采用DNA 混池等方法研究，在赤水乌骨鸡TYR 基因发现5 个SNPs：Exon5-A205G （非编码区）、Intron1-G156A、Intron2-T7C、Intron4-G201A 和Intron4-C221T，在 泰 和 乌 鸡TYR 基因中存在4 个SNPs：Intron1-A1018G、Intron2-T79A、Exon1-C829T 和Exon1-C921T，其中Exon1-C921T 突变可能会对肉色产生影响［44］。翁吉梅等［45］对黔北麻羊TYR 基因外显子区域检测发现5 个SNPs：Exon1-G617A、Exon1-G685T、Exon3-C1236T、Exon5-C1578T 和Exon5-T1862C，其中Exon3-C1236T 与Exon5-C1578T 能改变蛋白质二级结构，导致同一结构域中的氨基酸构成发生突变。彭刚［46］在清平猪TYR 基因蛋白质编码区筛选到8 个SNPs，其中g.22603899G＞C 位点为非同义突变，检测到GG 和GC 两种基因型，卡方检验结果说明该突变可能与猪毛色变异有关，但仍需进一步研究证明。上述研究表明，可将TYR 基因作为分子标记基因来研究其对畜禽黑色素沉积的影响。

5.2 黑素皮质素受体1 基因

黑素皮质素受体1 （melanocortin 1 receptor，MC1R）基因是G 蛋白耦合受体家族成员，是控制动物黑色素合成的重要基因，由此影响毛皮和羽毛颜色的变化。付琳等［47］在对酉州乌羊的研究中初步推测MC1R 基因c.676A＞G 突变位点可能对酉州乌羊皮肤黑色素沉淀有影响，该变异位点在重庆合川白山羊、巫溪白山羊、本地白山羊和酉州乌羊中共享，且在各个群体中分布差异不明显。任刚等［48］对棕色型、黑色型和黑色白边型棕背伯劳MC1R 基因序列分析发现4 种单倍型：H1、H2、H3和H4，其中黑色型和黑色白边型共享单倍型H3，说明黑色型及黑色白边型与棕色型的羽色基因存在较为明显的差异。诸多研究显示，MC1R 基因可对皮肤、毛色和羽色黑色素的沉积产生影响。

6 总结

综上所述，A-FABP、H-FABP、FASN 和LPL基因通过调控脂肪酸的合成代谢或运输来影响IMF 沉积，ADSL 和AMPD1 基因与机体内ATP 合成IMP 过程密切相关，IMF 和IMP 分化沉积受多方面因素调控，基因对其具体作用机制有待进一步研究。CAST、CAPN1 和Myf6 基因影响剪切力、失水率、肌纤维直径、密度等嫩度指标进而调控嫩度性状，PRKAG3 作为pH 值的分子标记，TYR 和MC1R 是调节动物皮肤、羽色和毛发等黑色素沉积的重要基因。目前对于候选基因的结构及多态性有了一些认识，但对其调控机理和分子机制还了解尚浅，存在仅考虑单一基因而忽略组合效应的问题，基因组学技术的兴起为肉质候选基因的挖掘提供了新方法，采用这些技术能更加精准和快速地对肉质性状基因的具体调控机理和分子机制进行研究。