猪基因组核苷酸多态性研究与应用

黄宣凯，唐玲玲，宋　岩，王佳辉，张宝荣，高圣玥

(黑龙江省畜牧研究所，黑龙江 齐齐哈尔 161000)



猪基因组核苷酸多态性研究与应用

黄宣凯，唐玲玲，宋岩，王佳辉，张宝荣，高圣玥

(黑龙江省畜牧研究所，黑龙江 齐齐哈尔 161000)

摘要：基因组核苷酸多态性广泛应用于构建遗传连锁图谱与基因定位、标记辅助选择、遗传多样性评估及性别鉴定等研究。随着猪基因组计划的实施，猪基因组核苷酸多态性已广泛应用于猪育种领域。现对基因组核苷酸在猪育种研究中的应用作一综述。

关键词：猪；基因组；核苷酸；多态性

20世纪80年代以来，随着分子生物学及分子遗传学的发展，出现了许多DNA标记技术，并在各种动物的基因定位、遗传图谱构建等方面得到广泛应用。尤其是2000年人类基因组DNA测序的完成和基因组框架的建立，大大推动了猪基因组计划的研究进展，随着猪基因组项目的实施，猪基因组DNA标记也成为研究热点之一。现主要综述了近年分子标记的类型、特点及其在猪育种中的应用。文中主要综述了以上DNA多态性在猪育种中的研究与应用。

1核苷酸多态性的类型和特点

生物基因组DNA序列由编码基因和非编码基因的两部分序列构成。DNA序列中某特定位点的突变频率高于1% 称为核苷酸多态。DNA多态性包括串联重复的数目多态性、单核苷酸多态性、小片断插入/缺失多态性和拷贝数目变异等类型。串联重复的数目多态性又可分为小卫星多态性和微卫星多态性。目前猪育种中研究较为深入的是单核苷酸多态性(SNP)和微卫星多态性。

单核苷酸多态性指在基因组水平上由单个核苷酸变异引起的DNA序列多态性，包括单碱基的转换、颠换以及单碱基的插入或缺失等。基因组非编码DNA序列中比例很高的重复序列包括散在重复和串联重复，串联重复又叫做卫星DNA，重复长度少于13个碱基对的重复数目多态性为微卫星多态性。微卫星DNA多态性是20世纪90年代初发展起来的很有应用价值的新型分子遗传标记。微卫星多态性在动物育种中应用广泛，数目多、多态性高且稳定，可通过PCR扩增和电泳方法分型，目前这种分型已经实现自动化高通量。猪的遗传图谱已经利用微卫星标记逐渐构建起来，并且定位了与经济性状有关一些的基因。

2核苷酸多态性在猪育种中的研究与应用

2.1遗传基因连锁图谱的构建与基因定位

基因定位就是确定基因在染色体上的位置，将基因在染色体上的相对位置和距离描绘出来的图称为连锁遗传图。猪遗传连锁图谱是猪育种、种质资源等许多研究的理论基础。美国猪基因组研究计划已在猪的连锁图谱上构建近3000个标记，其中大多是微卫星标记。苏玉虹等构建了猪1号染色体(图1)和3号染色体图谱，奠定了数量性状基因定位的基础[1]。基因组中SNP在分布丰富，可发生在编码区和非编码区。姜运良等通过对具有“双肌臀”表型的猪品种肌肉生长抑制基因3个不同位点的SNP分析，发现5’控制区和内含子1区SNP可以作为猪瘦肉率QTL定位的分子标记[2]。

图1　猪1号染色体遗传连锁图谱

2.2标记辅助选择

标记辅助选择(MAS)是通过对遗传标记的选择，间接实现对控制某性状的QTL的选择，从而达到对该性状进行选择的目的，或者通过遗传标记来预测个体基因型值或育种值。通过分子标记辅助选择可以将与繁殖、生长、酮体和肉质生产性能、抗病性等猪的一些功能基因定位或QTL定位在染色体或连锁群中，提高选择强度和准确性，从而缩短世代间隔，加快遗传进展。猪的12号染色体因与生长性状紧密相关的生长激素位于其上而备受关注。

姜运良等检测猪肌肉生长抑制素基因发现剔除5’调控区的SNP基因座对猪生长后期平均日增重影响显著[2]。Tomas等检测猪PRLR基因的第10号外显子时发现了6个SNP，其与猪的排卵率和仔猪存活力相关[3]；Jiang等检测ob基因时发现4个SNP位点，3469处的多态位点与猪背膘厚性状具有相关性[4]。刘源等对莱芜猪、杜洛克和大白猪等群体的调控猪脂肪沉积的ob基因SNP进行了单链构象多态性检测[5]。李建华等检测了猪CACNA2D1基因的SNP，该基因可以作为主效基因用于对猪的肉质性状进行分子标记辅助选择[6]。Fujii等发现氟烷敏感基因的主要候选基因RYRⅠ基因存在18个SNP，其中第1843位突变是导致猪应激敏感综合征的原因[7]。Meijerink等研究发现猪FUT1基因的第307位突变影响猪肠毒素大肠杆菌F18受体的表达。Skinner等研究发现猪CYP2E1基因启动子的1个SNP位点与猪粪臭素的沉积显著相关。[8]

2.3群体亲缘关系分析

物种亲缘关系的远近程度与DNA序列的差异有关。微卫星的指纹图谱能充分反映基因组的特征。微卫星DNA具有高度的个体专一性和多态性，其等位基因频率可以用来分析同源概率、亲缘关系和群居结构等问题。牛荣等在广西巴马小型猪和贵州小型香猪的群体35个微卫星遗传检测中，发现两个品系遗传稳定且有较近的亲缘关系[9]。许晓立等用微卫星探针得到了9个家猪品种的DNA指纹图，计算每个群体的遗传距离指数和相似系数，根据各品种之间的遗传距离指数绘制品种间亲缘关系树状聚类图[10]。SNP遗传稳定性高，更适合用来分析群体亲缘关系，但其在猪群体亲缘关系方面的应用报道较少。

2.4遗传多样性的研究

遗传多样性的研究方法包括形态学标记、细胞学标记、生化标记以及现在广泛应用的SNP分子标记。微卫星可反映个体及群体间的遗传相似程度，可以用来预测品种间的杂种优势。Kacirek等利用18个微卫星研究了约克夏猪等3个品种的遗传差异。徐晓玲等发现猪CMYA3基因第9外显子上一个SNP位点的T-C碱基替换，产生了Bsh1236I的酶切位点[11]。王文君等研究发现不同品种间GH基因的-119到+486 bp的片段区域上存在着多态性[12]。

3小结

基因组核苷酸多态性目前已逐渐应用于猪育种领域，单核苷酸多态性与微卫星多态性是基因组中普遍存在的分子标记，这些分子标记的深入研究对猪育种工作的开展具有重要作用，展望其有更为广泛的应用前景。

参考文献：

[1] 苏玉虹，熊远著，张勤，等．猪1、3号染色体微卫星位点多态性及遗传连锁图谱的构建[J]．遗传学报，2002，29(1)：16-20．

[2] 姜运良，李宁，吴常信，等．不同品种猪肌肉生长抑制素基因单核苷酸多态性分析[J]．遗传学报．2001，28(9)：840-845．

[3] Tomas A，Casellas J，Ramirez O，et al．High amino acid variation in the intracellular domain of the pig prolactin receptor(PRLR)and its relation to ovulation rate and piglet survival traits[J]．Journal of Animal Science，2006，84(8)：1991-1998．

[4] Zhi-hua Jiang，John P G．Genetic Polymorphisms in the leptin gene and their association with fatness in four pig breeds [J]．Mammalian Genome，1999，10(2)：191-193．

[5] 刘源，姜运良，武英，等．猪ob基因5’调控区多态性及其与背膘厚的关系[A]．禽遗传标记研讨会第十次全国畜禽遗传标记研讨会论文集[C]．北京：中国畜牧兽医学会，2006，298-303．

[6] 李建华，杨明生，徐宁迎．猪CACNA2D1基因3’UTR单核苷酸多态性与肉质性状的效应研究[J]．华北农学报，2007，22(4)：76-79．

[7] Fujii J，Otsu K，Zorzto F，et al．Identification of a mutation in porcine ryanodine receptor associated with malignant hyperthermia[J]．Science，1991，253(5018)：448-451．

[8] Skinner T M，Doran E，McGivan J D，et al．Cloning and mapping of the porcine cytochrome-p450 2E1 gene and its association with skatole levels in the domestic pig[J]．Animal Genetics，2005，36(5)：417-422．

[9] 牛荣，商海涛，黄中波，等．贵州小型香猪和广西巴马小型猪微卫星位点的遗传学分析[J]．四川动物，2002，21(4)：227-228．

[10] 徐晓立，杨建军，许宗运．用微卫星探针的DNA指纹技术分析9个家猪群体的遗传结构[J]．塔里木农垦大学学报，2002，14(4)：5-8．

[11] 许晓玲，樊斌，朱猛进，等．不同猪种CMYA3基因PCR-RFLP多态性及与部分经济性状的关联分析[J].动物生物技术通报，2006，10(1)：236-239．

[12] 王文君，陈克飞，任军，等．生长激素基因(GH2)多态性与猪部分生产性能的关系[J]．遗传学报，2002，29(2)：111-114．

收稿日期:2015-12-16

作者简介：黄宣凯(1987-)，男，硕士，研究实习员，研究方向为动物遗传育种与繁殖。

通讯作者：高圣玥(1978-)，男， 硕士，副研究员，研究方向为动物遗传育种与繁殖。

doi:10.19369/j.cnki.2095-9737.2016.07.004

中图分类号：S828.2

文献标识码：A

文章编号：2095-9737(2016)07-0006-02