湖北乌羊基因杂合度与血液黑色素之间的关联分析

种玉晴 ，姜勋平 ，刘桂琼 ，王建国 ，黄勇富 ，王高富

（1.华中农业大学动物科技学院，湖北武汉 430070；2.湖北省通山乌骨山羊育种有限公司；3.重庆市畜牧科学院）

杂交可以提高家畜的生长和繁殖等生产性能，因而得到了广泛应用并发挥了巨大作用。为了充分发挥杂种优势的作用，保持适当的杂合度水平是必要的［1］。乌骨山羊是我国近年发现的肉羊新种质，具有“乌骨乌肉”的特点。生产者同样希望用杂交的方法提高乌骨山羊的生产性能。但是，目前没有关于基因杂合度与血液黑色素之间关系的研究报道。为此，本研究用功能基因的SNP标记估测个体基因杂合度，对基因杂合度与血液黑色素含量进行关联分析，以探究基因杂合度与血液黑色素的关系，为生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 动物

试验羊为1.5～2周岁的健康湖北乌羊，共计122只，选自湖北省通山乌骨山羊育种有限公司羊群，自由放牧，夜晚补加精料，自由饮水。

1.2 血样采集

清晨空腹颈静脉采血，采集血液7mL，分成2管。其中4 mL置于37℃水浴自然凝血后，3500 r/min离心分离出血清，立即带回实验室，在12 h内完成各项黑色素指标的测定，另外3mL血液用于提取DNA。

1.3 黑色素指标的测定

利用采集到的血液进行黑色素指标的测定，分别测定褐黑素含量、碱溶黑色素、总黑色素和酪氨酸酶活性，具体的测定方法参照文献［3］。

1.4 基因组DNA的提取

用耳号钳剪耳组织一小块，放于1 mL 70%乙醇离心管中，－70℃下保存备用，采用常规的酚/氯仿抽提法提取基因组DNA。

1.5 SNP的筛选

根据已发表文献中的研究成果及本实验室的积累，收集整理SNP位点，对选取的湖北乌羊个体进行基因分型，具体方法参照文献［5］。本研究筛选了13个SNP标记计算个体基因杂合度，13个SNP标记的信息见表1。

表1 13个SNP的相关信息

1.6 统计方法

个体基因杂合度Hi的计算：假设n是山羊基因组内所有基因座的取样，在取样的n个基因座位中，杂合座位数Hl与取样座位数n的比值Hi就是个体基因杂合度，它反映一个个体的基因杂合程度。计算公式如下：

Hi＝Hl/n

按照个体基因杂合度以0.1为步长，将122只湖北乌羊分为4个杂合度水平，用SAS统计软件对不同杂合度水平与湖北乌羊的血液黑色素指标之间以及各黑色素指标之间进行关联分析。

2 结果与分析

2.1 基因杂合度

本试验中由13个SNP标记计算出的基因杂合度范围在0.017 0～0.714 3之间，分为4个水平，结果见表2。全群杂合度水平是0.382 1，其中个体杂合度水平＞0.5的比例为16.39%，可见群体的杂合水平较高。

表2 个体基因杂合度

2.2 基因杂合度和湖北乌羊血液黑色素的关联分析

对羊个体基因杂合度和黑色素相关指标进行关联分析，相关系数见表3。表中上三角的数值为相关系数，下三角的数值为P值。从表3可以看出，个体基因杂合度与血液褐黑素含量、碱溶黑色素含量、总黑色素含量间没有显著的相关关系（P＞0.05）。个体基因杂合度与酪氨酸酶活性也没有显著的相关关系（P＞0.05）。而碱溶黑色素与褐黑素之间具有极显著的相关关系（P＜0.01）；酪氨酸酶活性分别与褐黑素、碱溶黑色素之间也具有显著或极显著的相关关系（P＜0.05或P＜0.01）。

表3 基因杂合度与血液黑色素的关联分析

对基因杂合度和血液黑色素之间进行回归分析发现，个体基因杂合度与血液褐黑素含量、碱溶黑色素含量、总黑色素含量以及酪氨酸酶活性之间没有显著差异（P＞0.05）。表明个体基因杂合度与血液褐黑素含量、碱溶黑色素含量、总黑色素含量之间没有显著的相关关系。个体基因杂合度与酪氨酸酶活性也没有显著的相关关系（P＞0.05）。但是碱溶黑色素与褐黑素之间具有极显著的相关关系（P＜0.05）；酪氨酸酶活性分别与褐黑素、碱溶黑色素之间也具有显著或极显著的相关关系（P＜0.05或P＜0.01）。

由表4可见基因杂合度水平对4个血液黑色素指标均无显著影响（P＞0.05）。表3、表4的结果均表明单纯提高个体基因杂合度的水平对血液黑色素的含量并无明显影响，而各黑色素指标之间显著相关。由此可见，血液黑色素可能并非受个体基因杂合度水平的调控。

表4 各个体基因杂合度水平下的血液黑色素指标

3 讨论

近年来由于分子生物学技术的快速发展，人们对于杂种优势的研究从相关性状的表型水平已深入到基因水平，从而加深了人们对杂种优势遗传机制的认识，并使其应用于实际预测的价值大大增强。研究者发现基因杂合度和家畜的生长性状有显著关联，这些性状包括猪180日龄活重、日增重、相对生长率等［10］。若想在生产中追求这些性状的最优值则必须将个体基因杂合度保持在合适的水平。黑色素在生物体内起着重要的作用，如光保护、抗氧化等。本研究发现基因杂合度与血液黑色素之间不存在显著关联（P＞0.05），而褐黑素、碱溶黑色素、总黑色素以及酪氨酸酶这4种黑色素指标之间显著相关（P＜0.05或P＜0.01）。这说明，在生产中改变个体基因杂合度水平提高生产性能时并不会影响黑色素含量，但若改变其中一种黑色素指标的含量，其它的黑色素指标也会发生相应变化。这有利于在生产中广泛开展品种内杂交，充分利用杂种优势。

致谢：感谢通山乌骨山羊育种有限公司员工、本实验室的张腾龙、何春波、韩燕国、康建峰和叶文剑等同学在血样采集和实验室测定等方面提供的支持和帮助。

［1］姜勋平，熊远著，刘桂琼.猪个体基因杂合度对生产性状的影响［J］.遗传学报，2003，30（5）：431－436.

［2］刘国庆，孙业良，杨利国.级进杂交绵羊微卫星基因杂合度与生长性能的关系［J］.南京农业大学学报，2006，29（1）：67－71.

［3］王鑫玉，孙守荣，周艳华，等，黑色素分析指标的研究进展及其应用［J］.中国畜牧兽医，2008，35（5）：31－34.

［3］Liu Wu－Jun，Fang Guang－xin.The polymorphism of a mutation of IGF－1 gene on two goat breeds in China［J］.Journal of Animal and Veterinary Advances，2010，9（4）：790－794.

［4］Nei M，Roychoudhury A K.Sampling variance of heterozygosity and genetic distance［J］.Genetics，1974，76（2）：379－390.

［5］曹果清，李步高，莫清珊，等.应用21个微卫星标记分析山西白猪高产仔母系的遗传多样性［J］.中国畜牧杂志，2010，46（13）：14－18.

［6］姜勋平，毛永江，熊远著，等.牦牛乳蛋白基因杂合度与泌乳性能的关系［J］.南京农业大学学报，2003，26（3）：68－72.

［7］刘桂琼，姜勋平，熊远著，等.猪个体基因杂合度对肉质的影响［J］.南京农业大学学报，2003，26（1）：56－60.

［8］刘桂琼，姜勋平，熊远著，等.猪个体基因杂合度对胴体性状的影响［J］.南京农业大学学报，2004，27（1）：67－70.

［9］姜勋平，熊远著，邓昌彦，等.猪微卫星座位杂合度与肌肉肌苷酸含量的关系［J］.畜牧兽医学报，2003，34（4）：325－330.

［10］杨晓奋.个体基因杂合度对山西白猪体重和体尺性状的影响［J］.山西农业大学学报，2011，31（3）：267－271.