影响肉羊繁殖力的主要候选基因研究进展

王万兴，蔡树东，潘伊微，周斐然，司天桃，罗生金

（哈密市畜牧工作站，新疆 哈密 839000）

肉羊养殖是新疆传统基础产业和优势产业，2020年新疆制定出台了《关于促进新疆畜牧业高质量发展的意见》，提出了肉羊增产计划，要求5年内新增800万只肉羊出栏生产能力。因此，提高肉羊繁殖力、加快突破制约肉羊快速扩繁的瓶颈，对促进新疆肉羊产业良性发展尤为重要。随着现代分子遗传学的发展，以候选基因和单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）为基础的标记辅助选择（marker assisted selection，MAS）技术为提高肉羊繁殖力提供了新的思路和手段。文章就与肉羊繁殖力相关的候选基因孕激素受体（progesterone receptor，PGR）、雌激素受体（estrogen receptor，ESR）、卵泡刺激素（follicle stimulating hormone，FSH）、催乳素（prolactin，PRL）、促黄体生成素（luteinizing hormone，LH）、FecB基因与肉羊繁殖力的关系问题进行阐述，以期为运用MAS技术进行高产肉羊的选育和培育提供参考。

1 PGR基因

孕激素（progesterone，PG）主要是由卵巢和子宫分泌的一种类固醇激素，对促进子宫和乳腺发育、排卵以及受精卵植入子宫、维持妊娠等方面发挥重要作用［1-2］，在动物生殖活动调节中扮演极为重要的角色。孕激素发挥作用必须通过孕激素受体的介导才能完成，两者之间的生物学作用密切相关［3］。鉴于PGR对动物繁殖过程的重要影响，诸多学者就PGR基因与羊繁殖力的关系进行了研究。

查丽莎等［4］检测了4个绵羊品种的PGR基因9个外显子的多态性，发现1个SNP位点。其中在特克塞尔羊中检测到AA和AG 2种基因型，在其他3个品种中均检测到AA、AG、GG 3种基因型。分析该位点多态性与小尾寒羊产羔数的关系，显示GG基因型的产羔数比AA基因型多0.97只（P＜0.05），AG基因型的产羔数比AA基因型多0.64只（P＜0.05）。初步表明PGR基因的G等位基因是提高绵羊产羔数的一个潜在有效的DNA标记。鲁浪［5］设计了15对引物，利用PCR-SSCP及克隆技术检测济宁青山羊、波尔山羊、内蒙古绒山羊和安哥拉山羊PGR基因全部外显子的单核苷酸多态性，在其中的P1、P8与P9扩增片段上均检测到多态性位点；对于P1片段，在济宁青山羊群体中检测到3种基因型，在其余品种中仅检测到2种基因型；测序结果表明，该突变位点为单碱基突变，由G突变为A，并引起了编码氨基酸的改变；产羔数分析显示，在济宁青山羊群体中，BB基因型产羔数最小二乘均值显著高于AB基因型（P＜0.05），极显著高于AA基因型（P＜0.01），AB基因型产羔数显著高于AA基因型（P＜0.05）。推测PGR基因可能是控制济宁青山羊多羔性的一个主效基因或是与之存在紧密遗传连锁的一个标记。然而也存在与上述研究相悖的报道。田志龙［6］、张瑜等［7］研究了绵羊、山羊PGR基因多态性及其与产羔数的关系，均在PGR基因上发现1个多态性位点，但不同基因型个体之间的产羔数并无显著差异。通过上述报道可见，PGR基因多态性情况及其对产羔数的影响在不同品种肉羊群体中各有差异。

2 ESR基因

雌激素（estrogen，ES）是一种甾体类激素，主要由动物卵巢和胎盘产生，在刺激卵泡发育、促进子宫内膜和平滑肌的代谢等方面具有至关重要的作用，此外还能促进乳腺腺泡的发育及乳汁生成。雌激素通过ESR发挥生理功能［8］。二者结合后，通过对雌性动物第二性征、繁殖周期、生殖力、妊娠维持的影响，在胚胎发育过程、断奶前后乳腺的生长发育和雌性繁殖周期中卵泡的生长发育中发挥重要作用［9］。研究表明，ESR基因对动物繁殖过程具有重要影响［10］。目前已有大量关于ESR基因多态性与羊繁殖性能关系的研究。

董文艳等［11］对湖羊ESR基因外显子1部分序列的单核苷酸多态性进行研究，检测到1个SNP位点，由C突变为G，存在AA、BB、AB 3种基因型。统计分析结果表明，AA、AB、BB基因型湖羊的产羔数分别为1.20只、2.18只、2.67只；AB、BB基因型个体的产羔数均极显著高于AA基因型（P＜0.01），BB基因型个体的产羔数显著高于AB基因型（P＜0.05）；B等位基因与湖羊高产羔数呈显著正相关。由此说明ESR基因可能为影响湖羊产羔性能的一个主效基因或是与某一主效基因紧密连锁。毕晓丹等［12］以小尾寒羊、湖羊、德国肉用美利奴羊、多赛特羊、萨福克羊等绵羊为研究对象，在ESR基因第一外显子363 bp位置检测到一个SNP。在小尾寒羊群体中进行不同基因型产羔数的比较发现，AB基因型个体的产羔数较AA基因型高0.51只，BB基因型个体的产羔数较AA基因型高0.70只，均差异显著（P＜0.05）。还有学者对鲁中肉羊ESR2基因多态性及其与产羔数的关系进行研究，在ESR2基因g.73324006C＞T位点得到2种基因型（CC、CT），且CC基因型鲁中肉羊前3胎的产羔数均显著高于CT基因型（P＜0.05）。可见鲁中肉羊ESR2基因g.73324006C＞T位点多态性与其产羔数具有显著关联性［13］。尽管上述研究均表明ESR基因多态性对肉羊产羔数具有显著影响，但是也有与之不一致的报道。郭海燕等［14］利用PCR-SSCP技术与直接测序相结合的方法检测湖羊ESR基因多态性，发现一个突变位点G363C，共有3种基因型，但数据分析表明，该位点多态性对湖羊产羔数无显著影响（P≥0.05）。徐君君等［15］研究崂山奶山羊、莱芜黑山羊ESR基因外显子1、外显子4的多态性及其与产羔数的关系，在两个群体中均未发现多态性位点。由此可见，ESR基因多态性对不同品种肉羊产羔数的影响存在差异。

3 FSH基因

FSH是控制哺乳动物生殖过程的核心激素，由垂体前叶嗜碱性细胞合成和分泌［16］，可调控动物的生长、发育、性成熟及与生殖相关的一系列生理过程，主要作用是促进雌性动物子宫内膜生长、产生雌激素、刺激卵泡发育和成熟、促进排卵等［17］。目前，FSH已被应用于促使家畜性成熟提前、诱导乏情期母畜发情、治疗母畜卵巢疾病和胚胎移植中的供体超数排卵等多个领域［18］。FSH由α、β2个亚基组成［19］，在同一物种中，α亚基具有保守型，β亚基是参加受体结合的特异性功能亚基。FSH通过与特异性受体（FSHR）结合发挥作用［17］。因此，FSH基因也被认为是羊繁殖力的主要候选基因。

王继卿［18］以小尾寒羊、藏羊、甘肃高山细毛羊、特克赛尔和陶蒙杂种羊等作为研究材料，在5个绵羊群体的FSHβ基因中均检测到1个SNP位点，位于第2外显子147 bp处，但未导致氨基酸改变。在小尾寒羊中，AA基因型的产羔数比AB基因型高0.77只（P＜0.05），比BB基因型高0.74只（P＜0.05），AB和BB基因型的产羔数差异不显著（P＞0.05）。推测AA基因型可能具有增加绵羊产羔数的作用。姚毅等［20］通过分析波尔山羊、成都麻羊的FSHβ基因多态性与产羔数的相关性发现，在两个山羊的FSHβ基因5′调控区712 bp处均存在1个单碱基突变（A→G）。比较分析平均窝产羔数的结果表明，两个品种初产母羊各基因型之间的平均窝产羔数无显著差异（P＞0.05），而经产母羊AA基因型个体的平均窝产羔数显著高于AB、BB基因型（P＜0.05）。由此推测，FSHβ基因可能是控制山羊繁殖性能的一个主效基因。此外，刘永斌等［17］对巴美肉羊FSHβ基因外显子1及外显子2单核苷酸多态性及其对巴美肉羊繁殖力的影响进行探究，在其外显子2上检测到多态性，共有6种基因型。对于初产母羊，AB基因型的产羔数比AA、AC和CC基因型分别高0.266只、0.644只、0.273只（P＜0.05）。对于经产母羊，AB基因型个体的产羔数比AA、AC和CC基因型分别高0.271只、0.977只、0.357只（P＜0.05）。初步认为FSHβ基因可能是控制巴美肉羊多胎性能的一个主效基因或是与之存在紧密遗传连锁的一个标记。可见，不论是对绵羊品种还是山羊品种，FSHβ基因多态性均与产羔数存在一定关联。

4 PRL基因

PRL是主要由垂体前叶的乳营养细胞分泌的一种生长激素，具有促进乳腺生长发育、刺激并维持泌乳等功能。此外，在哺乳动物发情周期活动中，催乳素能刺激黄体分泌孕酮，为孕酮合成提供原料物质［21］。由于PRL在动物繁殖过程中的重要作用，PRL基因被作为动物繁殖性状相关的候选基因进行广泛研究，其中关于肉羊的报道并不鲜见。

黄磊［22］将PRL基因作为候选基因，以天府肉羊、成都麻羊、波尔山羊和南江黄羊为研究对象，在PRL基因外显子5上的576 bp处检测到1个突变位点、3种基因型。将不同基因型天府肉羊与产羔数及产奶量进行关联分析发现，无论是在初产群体还是在经产群体，AA基因型平均产羔数均极显著高于AB和BB基因型（P＜0.01），且AA基因型的产奶量极显著高于BB基因型（P＜0.01）。代欧等［23］研究5个品种的绵羊（包括高繁殖力品种和低繁殖力品种）PRL基因5个外显子多态性，结果表明，在湖羊群体中5个外显子上均存在突变位点，而在其余4个品种中仅在外显子2上检测出1个多态性位点，该位点位于外显子2的163 bp处，为T→C突变，并导致氨基酸发生改变。对PRL基因外显子2不同基因型小尾寒羊繁殖力进行比较，结果表明，CC基因型个体的平均产羔数比CD和DD基因型分别高0.39只（P＜0.05）、0.98只（P＜0.05），CD和DD基因型之间的产羔数无显著差异（P＞0.05）。王训翠［21］运用SSCP及克隆、测序技术检测小尾寒羊、湖羊、特克赛尔羊、萨福克羊、多赛特羊5个绵羊品种PRL基因多态性，结果在小尾寒羊PRL基因5′端调控区找到1个突变位点；该位点多态性与繁殖性状的最小二乘分析结果表明，在第1胎、第2胎群体中，AB基因型小尾寒羊的产羔数分别比AA基因型高0.50只和0.57只，且差异均达到显著水平（P＜0.05）。孙瑞萍［24］设计了2对引物，运用PCRSSCP法分析西农萨能奶山羊和波尔山羊PRL基因5′端多态性，结果在两个山羊群体中均未检测出多态性位点。说明对不同品种的肉羊，PRL基因多态性以及其对繁殖力的影响存在差异。

5 LH基因

LH是垂体前叶嗜碱性细胞合成、分泌的一种糖蛋白激素，由α和β两个亚基组成，在同一物种中α亚基相同而β亚基具有特异性［25］。对雌性动物，LH基因可促进卵泡成熟和排卵，在其生殖过程中具有重要作用。

刘源［26］选择湖羊、无角陶赛特羊、特克赛尔羊以及哈萨克羊等4个品种绵羊进行研究，在LHβ基因上共检测出6个多态性位点，其中4个位于5′调控区上，2个位于第2外显子上。分析LHβ基因多态性对湖羊产羔数的影响，结果表明：对于引物2，AB基因型个体的产羔数比AA基因型高0.45只（P＜0.05）；对于引物4，EE基因型个体的产羔数比EF基因型高0.03只（P＞0.05）；对于引物5，GJ基因型的产羔数比GG基因型高1.83只（P＜0.05）。初步认为，AA基因型和GG基因型发生基因突变，具有增加湖羊产羔数的作用。孙瑞萍等［27］对布尔山羊和西农萨能奶山羊LHβ基因5′调控区及3个外显子多态性进行研究，共检测到2个多态性位点，其中P1扩增片段上有3种基因型，P5扩增片段上有2种基因型，但2个突变均未导致氨基酸改变。比较不同基因型与两个山羊群体产羔数的关系，在布尔山羊群体中，P1引物位点的PP基因型个体第3，4胎产羔数均极显著高于PQ基因型（P＜0.01），P5引物位点的LL基因型个体第4，5胎产羔数分别极显著（P＜0.01）、显著（P＜0.05）高于LM基因型个体；在萨能奶山羊群体中，P1引物位点的PP基因型个体第4，5胎产羔数均显著高于PQ基因型（P＜0.05），P5引物位点的LL基因型个体第5胎产羔数极显著高于LM基因型个体（P＜0.01）。黄勤华等［28］以30只贵州黑山羊母羊为试验对象，研究LHβ基因多态性及其与产羔数之间的关系，在832 bp核苷酸系列中发现2个突变位点，均未导致氨基酸改变。其中1个突变位点位于138 bp处，存在AB、AA 2种基因型，AB基因型个体的产羔数比AA基因型高1.02只（P＜0.01）；1个突变位点位于240 bp处，包括2种基因型，但2种基因型个体的产羔数差异不显著（P＞0.05）。李利等［29］以246只南江黄羊为研究材料，利用SphⅠ酶切法检测LHβ基因多态性，并分析其与繁殖性能的相关性。在LHβ基因401 bp处检测到1个突变位点，共有3种基因型，但各基因型之间的初生窝重和产羔数均差异不显著（P＞0.05）。上述报道中的研究结果并不一致，因此探讨LHβ基因对肉羊繁殖力的影响时不能一概而论。

6 FecB基因

FecB基因被发现于Booroola Merino羊中，是第一个确认的绵羊繁殖力相关的主效基因［30］。骨形态发生蛋白受体（bone morphogenetic protein receptor-ⅠB，BMPR-I B）基因与颗粒细胞分化、卵泡发育和排卵数有密切关系。研究表明，FecB基因是由BMPR-I B基因第6外显子发生1个A 746 G突变引起，该突变为错义突变，导致该基因部分功能缺失，从而使颗粒细胞分泌孕酮增加，促进卵泡成熟，增加排卵率［31-33］。此外，G.H.Daivs等［34］研究发现，携带FecB基因的母羊排卵数显著高于不携带者。由此可见，绵羊FecB基因可能通过影响排卵数来间接影响产羔数。

G.H.Davis等［34］报道，携带FecB基因的母羊平均产羔数比不携带者高0.69只（P＜0.001）。史洪才等［30］利用PCR-RFLP技术检测了新疆多浪羊FecB基因突变，并分析不同基因型个体母羊产羔数的差异。在多浪羊群体中检测到BB、B+和++3种基因型，其中B+型母羊平均产羔数比++型母羊高0.51只，且差异极显著（P＜0.01），但BB基因型母羊与B+、++基因型母羊之间的产羔数差异均不显著。提示在实际生产中，可以根据FecB突变进行选种选配，并进一步建立多浪羊肉用高繁殖力品系。柏雪梅等［35］以策勒黑羊、多浪羊为研究对象，利用PCR-RFLP技术分析FecB基因多态性，探究其对产羔数的影响。结果在策勒黑羊FecB基因中检测到BB、B+和++3种基因型，BB基因型策勒黑羊的产羔数显著高于++型（P＜0.05）；在多浪羊FecB基因中检测到2种基因型（B+和++），B+型的平均产羔数显著高于++型（P＜0.05）。提示FecB基因的BB、B+基因型可用于南疆绵羊多胎品系的分子辅助育种。对黄淮杜泊羊，李君等［36］研究了145只核心群母羊的FecB基因多态性，发现黄淮杜泊羊FecB基因存在3种基因型，即BB、B+和++。比较不同基因型之间的产羔数显示，BB基因型个体的产羔数比B+基因型高0.26只（P＞0.05），比++基因型高0.72只（P＜0.05），B+基因型个体产羔数比++基因型高0.46只（P＜0.05）。王伟霞等［37］分析FecB基因多态性对德×寒×细三元杂交羊产羔性能的影响，结果表明，BB和B+基因型母羊的产羔率均显著高于++基因型母羊（P＜0.05）。这说明B等位基因对提高德×寒×细三元杂交羊群体产羔性能具有重要作用。然而在其他品种上的研究得出了不一样的结论。夏永强等［38］借助BMPR-IB分子标记技术检测塔什库尔干羊FecB基因，并对含有多胎基因的母羊产羔数进行统计分析，在塔什库尔干羊群体中检测出多胎基因FecB，但与产羔数呈弱相关。陈春华等［39］通过PCRRFLP试验检测哈萨克羊FecB基因多态性，在哈萨克羊FecB基因的A746G酶切位点上未发现PCRRFLP多态性。说明FecB基因的A746G位点突变与哈萨克羊多胎性状无关，推测FecB基因的A746G位点不是控制哈萨克羊繁殖力的潜在分子遗传标记。

7 讨论与展望

通过对PGR、ESR、FSH、PRL、LH、FecB等基因多态性与羊繁殖力的关联性进行总结，可以看出上述基因均对羊的产羔数具有一定影响，这提示可利用单个候选基因的多态性或多个候选基因的组合基因型来选育和培育高繁殖力肉羊品种或品系，同时也为今后利用分子育种技术提高肉羊生产性能提供了一定理论依据。但从目前的养羊业育种技术和生产水平来看，将其运用于生产实践中还存在瓶颈。此外，鉴于同一候选基因对不同品种肉羊产羔数的影响不尽一致，在实际应用前需要进行深入验证。

随着人均羊肉消费量的增加，肉羊养殖必将成为一个朝阳产业，如何有效提高肉羊年出栏量便成为养羊生产的重中之重，培育具有高繁殖力的肉羊势必受到养殖者的青睐。研究候选基因与肉羊繁殖力的关系，就是通过基因的遗传变异特性来提高产羔数。在育种工作中，若能结合产羔数指标对肉羊繁殖力基因进行分析研究，筛选出具有高产羔数的基因型个体，再结合育种工作逐步建立具有高产羔数基因型的基础母羊核心群并大力进行示范推广，必将有效提高肉羊繁殖力的改良进程。