羊主要组织相容性复合体基因多态性及其在抗病育种中的应用进展

孙洪新，刘月，王康，敦伟涛*

(1.河北省畜牧兽医研究所，河北 保定 071000；2.承德市农林科学院，河北 承德 067000)

随着养羊业集约化、规模化程度的提高，疾病成为制约行业发展的最重要因素。尽管采取疫苗免疫、药物治疗等方式取得了一定的成果，但随着环保、抗生素残留、食品安全等问题的突显，抗病育种受到了众多畜牧工作者的关注。主要组织相容性复合体(major histocompatibilitycomplex，MHC)是由一群紧密连锁的基因群组成的定位于动物某对染色体的特定区域，与免疫应答和抗病性密切相关的多基因家族。MHC基因的产物分布于白细胞表面，故又称白细胞抗原(lymphocyte antigen，LA)。迄今，已发现了多个物种的MHC，并被命名了不同名称和缩写。羊的MHC由于具有高度多态性，并与多种病疾抗性密切相关，已成为近年来羊抗病育种研究的热点。

1 羊MHC的分类

Stear(1981)最早发现绵羊体内存在MHC，并将其命名为绵羊白细胞抗原(ovine lymphocyte antigen,OLA)。绵羊MHC位于20号染色体上，呈高度的多态性和连锁不平衡性。根据编码产物的结构和功能，MHC基因分为MHCⅠ类、MHCⅡ类和MHC Ⅲ 类3种类型。MHCⅠ类基因为编码组织相容性抗原的基因，所编码的抗原分子广泛分布于有核细胞表面，由1条α链和1条β链通过非共价键结合，呈异源二聚体形式存在；MHCⅡ类主要编码调节淋巴细胞增殖及控制免疫强度的基因，编码的蛋白分子主要分布于抗原递呈细胞(如巨噬细胞、树突状细胞、B淋巴细胞)表面，也由1条α链(重链)和1条β链(轻链)通过非共价键紧密结合而成；MHC Ⅲ类基因编码的分子主要参与免疫反应相关的补体控制和受体的产生，不参与抗原递呈过程。目前研究发现，绵羊MHCⅠ类基因包含3个基因，分别是OLA-A、OLA-B和OLA-C；MHCⅡ类基因分为a区和b区，其中a区含有DR基因和DQ基因。迄今已在OLA基因a区发现了3个DRA和3个DRB、8个DQA1、16个DQA2以及6个DQB等位基因，b区含有DYA、DYB、DOB等基因。

山羊的MHC基因(goat ovine lymphocyte antigen,GoLA)是Dam等于1979年首次发现的，其结构与OLA、BoLA非常相似，并具有一定的序列同源性。GoLA也分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类基因，其中Ⅱ类控制基因主要参与基体的免疫应答与调控。目前已发现了18个血清学特异的I类抗原，研究的热点主要集中在Ⅱ类区DQ和DR亚区的基因上。

2 羊MHC基因多态性

羊MHCⅡ类抗原基因很多，但只有DR和DQ区基因在蛋白质水平上表达，所以相关研究主要集中在这两个亚区方面。

2.1 DQ亚区基因多态性

有关绵羊DQ区多态的研究主要集中在DQA基因上。Scott等[1]研究发现了2个DQA基因，分别命名为DQA1和DQA2；Wright等[2]在DQA1位点上检测到了7个等位基因和1个假基因；Escayg等[3]在DQA2位点上检测出了16个等位基因；Zhou等[4]对6个绵羊品种的DQA序列进行检测，检测出了6种与之前报道不同的基因型；Hickford等[5]对绵羊的DQA2基因进行分析，共检测到了23个等位基。在国内，成述儒等[6]应用 PCR-SSCP 技术对藏绵羊的DQA1基因的外显子2(Exon 2)进行多态性检测，检测出了56个单核苷酸多态性(single nucleotidepolymorphisms，SNPs)位点，17个DQA1等位基因；刘彬等[7]对贵州白山羊DQA1基因Exon 1进行分析，发现了7个SNPs位点，并推断其中的C+48T、A+49G位点与贵州白山羊血液免疫指标具有一定的相关性。

绵羊DQB基因多态性研究方面，Feichtlhauer等[8]和Jugo等[9]研究发现绵羊的DQB基因具有丰富的多态性；Oorschot等[10]在美利奴羊DQB基因Exon 2中发现了10种不同的基因型。在国内，彭林泽[11]采用PCR-RFLP方法对中国美利奴(新疆军垦型)羊和多浪羊DRB1基因Exon2进行检测，共检测到了26种基因型；申红等[12]对多浪羊的OLA-DQB1 Exon 2进行多态性检测，共检出了18种等位基因和42种基因型；Hui等[13]对中国美利奴羊OLA-DQB1基因的Exon 2进行检测，发现了22个等位基因和42个基因型。

Amills等[14]对山羊DQA1基因Exon 2的多态性进行检测，发现了23个SNPs位点7个等位基因；Zhou等[15]发现山羊的DQA2基因同样具有丰富的多态性。国内研究也表明DQA具有丰富的多态性，邢凤等[16]对山羊 DQA1基因Exon 2多态性进行了检测，共检测到了6个等位基因，8种基因型；李俊营等[17]对5个山羊品种的DQA1基因的多态性进行分析，检测到了2个等位基因，3种基因型；柴文琼[18]在河西绒山羊DQA1基因 Exon2中共检测到了42个SNPs位点，9个等位基因；邢凤等[19]对莱芜黑山羊、波尔山羊和鲁波山羊DQA2基因Exon 2的遗传多态性进行检测，HaeⅢ限制性内切酶多态性分析检测到了由3个(A、B、C)等位基因控制的4种基因型,说明山羊DQA2基因Exon 2的多态性较DQA1丰富。

2.2 DR区多态性

DRB3基因多态性检测方面，孙东晓等[24]在蒙占绵羊和哈萨克绵羊DRB3基因Exon 2中共检测到了7个复等位基因、17种基因型，与Amills等[14]的研究结果相一致。刘云芳等[25]在新疆多浪羊的DRB3基因Exon 2中共检测到了24种等位基因；Li等[26]在12个中国本土山羊DRB3基因Exon 2中发现了6个等位基因；杨易等[27]在四川4个地方山羊品种DRB3基因Exon 2中发现了10种等位基因；罗秀刚等[28]对河西绒山羊DRB3基因Exon 2进行检测，发现了18个等位、31个基因型，其中16个DRB3的等位基因为首次发现。黄兰等[29]对3个贵州地方山羊品种DRA 基因Exon 5进行分析，发现了C172T 和T176G 2个共同突变位点，而贵州白山羊中还存在1个G205A突变位点，表明贵州地方山羊DRA基因具有较丰富的遗传多样性。

3 MHC多态性与抗病性

MHC是第一个被发现与疾病密切相关的遗传系统，大量研究表明羊MHC与抗病性存在密切相关。

3.1 MHC多态性与寄生虫病抗性

Hulme等[30]对335只绵羊MHC多态性与蛇形毛圆线虫病的易感性相关性进行了分析；Outteridge等[31]、Savers等[32]和Stear等[33]证明多种绵羊品种DRB基因的多态性与线虫病具有相关性。国内，对多浪羊、中国美利奴羊[34]、哈萨克羊[35]DRB1基因第二外显子多态性进行分析，表明该基因与包虫病遗传抗性和易感性相关；杜迎春等[36]对中国美利奴羊DRB1、DQB1分析发现，抗性单倍型绵羊对细粒棘球绦虫的抵抗力显著高于非抗性绵羊。

3.2 MHC多态性与腐蹄病抗性

Litchficld等 (1993)检测发现MHCⅡ类区域限制性内切酶TaqⅠ和PvuⅡ多态位点与绵羊腐蹄病易感性显著相关；Escayg等(1997)研究绵羊MHC Class Ⅱ域的变异与绵羊抗腐蹄病之间的关系，发现MHC单倍型与腐蹄病的发生存在关联(P=0.005)[37]。刘秀等[38]研究发现DQA 2基因Exon 2多态性与藏绵羊的腐蹄病相关，并初步推断等位基因DQA2*F*L具有较强的抵抗腐蹄病的遗传潜力。Raadsma等(1991)已将DQA2作为了澳洲美利奴和新西兰考力代羊抗腐蹄病的分子标记基因[37]。

3.3 MHC多态性与痒病抗病性

Millot等(1985)研究表明，OLA抗原直接参与引发痒病，至少与1个痒病的抵抗或易感位点相关；Millot等(1988)研究证明绵羊痒病与OLA基因有一定相关性；Cullen(1989)提出OLA抗原与绵羊痒病呈相关性；Duguid等(1993)利用感染绵羊痒病抗原的仓鼠脑进行试验，发现Ⅰ类和Ⅱ类MHC基因以及Ⅱ类相关特定区域表达有所增强。

3.4 MHC多态性与其他病的抗病性

Obexer-Ruff等[39]应用30个微卫星标记瑞士山羊和克利奥尔山羊发现DRBP1位点与牛羊水心胸症(heartwater disease)有直接关系。Larruskain等[40]研究发现，DRB1基因与绵羊肺腺癌和羊慢性进行性肺炎的易感性相关。Singh等[41]研究发现DRB基因多态性与印度山羊品种的慢性细菌性肠炎抵抗性和易感性存在相关。冷清文等[42]对巴什拜羊OLA-DRB3基因第Exon2外显子多态性和绵羊肺炎支原体(MO)的相关性发现HaeⅢBC和HaeⅢDD基因型与绵MO感染相关，并分别为MO的抗性和易感性基因型；在11种复等位基因中，PstIA是MO易感等位基因，PstIB和HaeⅢC是MO 抗性等位基因。王文文等[43]对中国美利奴羊 OLA-DQB1 基因的Exon 2多态位点与布病易感性进行关联分析，发现196G/A和 211C/T在病例组和对照组中分别存在极显著差异和显著差异，推测它们可能与布病易感性相关。

4 MHC多态在抗病育种中的应用

大量研究表明，MHC的多态性与疾病的抗性和易感性有着极为密切的相关性，在抗病育种学中具有重要作用，可作为抗病育种的首选遗传标记。我国拥有丰富的地方绵羊与山羊品种资源，开展羊MHC基因与抗病相关性的研究，对于我国羊的抗病育种具有重大意义。当前，对于羊MHC基因数量及分型的研究，大部分集中在Ⅱ类区段的DR区和DQ区，且多采用PCR-RFLP方法对多态性进行分析，存在无酶切位点，无法检测到多态位点的局限性；很多多态性需要进行进一步的深入研究，才能被用作选种的遗传标记。目前，新西兰已经将绵羊MHC-DQA2 基因作为抗腐蹄病的遗传标记并进行了商业化的推广，抗病效果良好；在英国，研究人员也选取了绵羊的MHC*0101等位基因作为胃肠道线虫抗性选育的标记。随着分子生物学技术的快速发展和研究的深入，在不久的将来，将会有更多的MHC基因位点被用分子遗传标记在羊抗病育种实践中加以应用。