GH和GHR基因对贵州地方黄牛生长性能的影响

唐贤飞

(贵州省黔西南州兴义市木陇街道办事处农业林业综合服务中心，贵州 兴义562409)

1 GH和GHR基因概述

GH中文解释是哺乳动物生长激素，这是一种存在于脊椎动物体内的，由该动物的脑垂体分泌的物质。这是一种多肽激素，具有调节身体生长、促进新陈代谢的作用。20世纪50年代中后期，国外学者先后报道了注射外源猪垂体生长激素取得了显著效果。但用脑垂体提取GH成本太高，长期难以产业化。有学者在20世纪80年代率先做实验，利用基因重组技术，首次在E.coli中表达了重组猪生长激素，其生物活性与由脑垂体提取的生长激素相同。20世纪90年代，中国国内也有学者在大肠杆菌系统内成功地表达了重组猪生长激素。由于GH在养牛业上明显的经济效益，克隆及表达牛生长激素基因在生产实践上有着重要意义。

GHR是GH的受体(GH receptor，GHR)，GHR广泛分布于骨骼、肌肉、内脏器官等各类组织细胞的细胞膜中，由638个氨基酸组成，其胞外域能够特异性结合GH，进而引起细胞内的级联信号反应。GH受体是决定靶细胞对GH反应性的第一个分子。如果GHR发生基因突变，引起受体功能缺陷，则靶细胞对GH的反应性下降，即出现GH不敏感。GH在动物体内产生作用的第一步需要先和动物体内生长激素靶细胞膜表面的生长激素受体相结合。然后由动物体内的生长激素受体介导把相关信号传递进细胞内部，进一步产生相关的动物生理效应。根据现有的研究实验结果表明，在肝、心、肾、肺、脑、肠、等组织细胞，以及动物的淋巴细胞和胸腺细胞中，均有生长激素受体的存在，其中肝脏中生长激素受体的含量最高。牛的GHR基因cDNA最早是由Goffi于1990年克隆得到，并且牛与人的生长激素受体基因存在很大的同源性。有研究者在20世纪90年代将牛的GHR基因定位于16号染色体，并得到了一个线性连锁图谱：C9-FS-GHR-S0105。关于其他物种GHR基因的表达研究较多，但牛的GHR基因的表达研究相对较少。

2 GH和GHR基因对贵州地方黄牛生长性能影响

生长激素受体(GHR)基因是第一个证明与生长有关的基因，GHR作为牛生长过程中生长激素的受体，与牛的生长发育以及牛的免疫和代谢方面有着十分重要的影响。有研究表明，矮小型基因的分子基础是生长激素受体(GHR)基因的变异导致的，位于牛染色体上的GHR基因是牛本身矮小性状的无害突变。贵州黄牛的GH受体(GHR)蛋白是由6个N-糖基化位点与信号肽位点组成的。不同的基因型间在牛的胸围和体长以及坐骨胯宽等生长性状之间存在差异。

所有生物的表型特征由遗传和环境影响的相互作用共同决定。同时，有越来越多的报道称内分泌系统在调节遗传和环境因素对衰老和寿命的影响方面发挥着核心作用。生长激素(GH)是一种22 kDa的蛋白质激素，由191个氨基酸残基组成，由脑垂体前叶中的特化细胞产生和分泌，其分泌主要由两种下丘脑肽调控:促生长激素释放激素(GHRH)和生长抑素(SST)。生长激素通过与位于靶细胞膜中的特定受体结合而起作用，GH受体存在于多种细胞类型中，GH的关键作用之一是刺激IGF-I基因的肝表达。IGF-1是胰岛素样生长因子，其作用包括通过下丘脑的作用抑制GH释放，从而与GH形成负反馈的关系。IGF-I在调节牛体细胞生长和发育中起重要作用，肉牛从幼龄到成年，骨骼、肌肉、脂肪生长速度受年龄影响，幼龄动物骨骼发育最快、架子牛肌肉生长速度最快，趋近成年牛，脂肪沉积速度加快。其核心因素就是牛在不同月龄阶段，身体内分泌激素水平不一样。GH和GHR基因通过调控贵州黄牛的生长激素分泌，一方面可以达到避免黄牛侏儒症的目的；另一方面可以实现黄牛生长肉多油少的效果。

3 相关思考及分析

科学研究证明，决定肉牛特征特性的内因就是位于细胞核内染色体上的基因。其中GH基因和GHR基因的表达对肉牛的生长发育起着十分重要的作用。肉牛场如果想提高生产效率和质量，从基因层面改善牛的生产方式是一个捷径，主要可以通过纯种选育和杂交两种方式进行。2020年我国牛肉产量672万t，同比增长0.8%。未来一段时期内国内牛肉市场呈刚性需求，2030年我国牛肉消费量将达到1 200万t以上，目前我国生产的牛肉远远不能满足需求增长。为提高牛肉产品的供给能力，可以利用现代生物技术手段，例如杂交育种，对贵州黄牛进行遗传改良，促进GH基因和GHR基因的良好表达。我国肉牛育种总体起步较晚，育种组织架构、技术体系虽基本建立，仍需进一步完善，自主培育的种牛生产性能与国外存在较大差距。贵州省黄牛培育工作中依然存在科技支撑较为滞后的问题。贵州省肉牛产业在良种繁育、饲草品种、行业标准、质量追溯、农业机械化等核心技术还需完善，疫病防控、信息服务、技术支持、污染防治等还需提高。品种繁育工作滞后，缺乏品种改良的长远规划。要利用科技创新赋予贵州黄牛新鲜血液，通过科学选育让贵州黄牛“扬长补短”，创造更高的经济效益，更好地促进贵州黄牛业发展。