2020年国内外家兔遗传育种与繁殖研究进展

王源朗，丁海生，赵辉玲，黄冬维

(安徽省农业科学院畜牧兽医研究所，畜禽产品安全工程安徽省重点实验室，合肥 230031)

家兔属小型草食动物，具有成本低、投资少、周期短、见效快等优势，尤其适合欠发达地区大面积推广饲养。家兔产业作为一种绿色经济型产业，是中国节粮型畜牧业中极具代表性的产业，但受供给和需求多重因素的影响，家兔产业在畜牧业中所占比重仍然较小。随着中国耕地和水资源的日益稀缺，国家对粮食安全高度重视。家兔养殖中既有节约粮食，又有增加肉类供给的属性，能够较好地保障中国粮食安全[1]。家兔产业已迎来新的经济增长点，受到越来越多的关注，成为许多国家解决粮食短缺问题的有效途径。种业是影响家兔产业发展的最重要环节之一，是决定家兔生产效率的最重要因素。中国养兔历史悠久，但家兔育种工作起步较晚，目前仍处于初级阶段，且由于长期以“重引进、轻培育、重改良，轻保种”为主，导致存在遗传资源保护意识不强，育种进展缓慢，家兔生产发展与良种供需的矛盾日益突出[2]。自21世纪以来，随着分子育种技术的高速发展，中国的育种工作有了长足的进步，逐步从传统育种方式向传统育种与分子育种相结合方式转变，并不断取得较好的进展，如近年来川白獭兔、天府黑兔等新品种、新品系的成功培育[3-4]。作者综述了2020年国内外家兔遗传育种及繁殖相关的研究进展，以期为研究者提供新的思路，为家兔育种工作的新发展、新方向提供参考。

1 国外家兔遗传育种与繁殖研究进展

1.1 传统育种

1.1.1 选择效应及性状评估 杂交作为家畜育种的重要手段之一，通过合理选择亲本组合，将优质基因引入，再通过连续不断的选择培育出优质高效的杂交后代。随着环保要求及消费需求的不断提升，集约化养殖和优良肉质供给将是动物养殖业的普遍需求。同时，也对选育过程中目标性状的精准评估提出了新的要求。Suleman等[5]评估了4个不同品种家兔(荷兰白兔、新西兰白兔、美国黑兔、矮棕兔)及欧洲野兔在传统饲养系统下的雄性断奶仔兔的生长性能和胴体品质，试验共选取50只断奶雄性家兔，每个品种各10只，4周龄时对生长性能进行测定，于19周龄时进行屠宰性能测定，结果表明，品种是决定家兔生长性能和胴体品质的最主要因素，生产中为获得更高的屠宰重，建议使用欧洲野兔或新西兰白兔。对于家兔来说，较高的体脂含量可以维系能量的摄取，而低体脂含量的群体却是兔肉消费市场的首选，因此，以瘦肉率为标准的筛选更符合市场需求[6]。Kasza等[7]将家兔划分为脂肪型与瘦肉型群体，11周龄时屠宰并检测生长性能、屠宰率等指标，结果显示，总脂肪含量的选择对脂肪型与瘦肉型均有效，低体脂含量的选择对终端父本更为有效，高脂肪含量的选择使后代家兔的储脂能力更具优势。

1.1.2 遗传与环境互作 遗传与环境既可以独立又可以相互影响性状，从而造成性状变异，这种影响可能是由于环境的短期变化使不同基因型对环境变化产生反应所致。Farghly等[8]将64只新西兰白兔随机分为4组(12 h光照，10:00至22:00；12 h光照，22:00至10:00；8 h光照，10:00至18:00；8 h光照，22:00至06:00)，温湿度指数(THI)控制在27.00～28.87，使各群体处于中度热应激环境下，对各群体相关生理指标进行测定，结果表明，短时间的午后光照周期更适宜家兔生长，且对家兔生长性能及其他生理指标均有一定的促进作用。Secci等[9]将81只新西兰兔分为3组(开放组、封闭组、使用镜子组)饲养，49 d后屠宰对相关肉质指标进行测定，以探究在散养区使用镜子对家兔肉品质和贮存稳定性的影响，结果显示，开放养殖是改善肉质的最佳方案，使用镜子可以最大限度地减少封闭环境饲养导致的负面影响，更贴合动物福利的要求。

1.2 分子育种

1.2.1 生长及肉品质相关基因 畜禽的肌肉生长速度与肉品质是畜牧生产中的重要经济性状，肌肉生长与脂肪沉积也受到多个基因和多条生物学通路的调控。因此，运用现代分子生物学技术探究相关基因的表达模式，对家兔产业的发展具有非常重要的意义。脂肪在畜禽肉产品的整体适口性中起着重要的作用，肌内脂肪直接或间接影响肉的风味、多汁性及嫩度等感官品质性状[10-11]。Madrid等[12]通过3种选择方法分析鉴定2个被不同世代选择的家兔群体与肌内脂肪沉积相关的基因组区域，结果显示，对肌内脂肪的选择会影响多个基因组区域，这可能是选择效应或选择和遗传漂变共同作用的结果，共检测到73个候选基因，其中包括与机体能量、脂类代谢相关的基因，如ACER2、PLIN2、DENND4C、RPS6、RRAGA(OCU1)、ST8SIA6、VIM(OCU16)、RORA、GANC和PLA2G4B(OCU17)等。

1.2.2 繁殖性能相关基因 产仔数是家兔重要的经济性状，是衡量家兔繁殖性能高低的主要指标[13]。Casto-Rebollo等[14]结合全基因组关联分析(genome-wide association studies，GWAS)与全基因组测序(whole genome sequencing，WGS)方法分析了与高、低产仔数环境方差变化相关的基因及功能突变，发现相关的基因组区域被定位在家兔第3、7、10和14染色体上，共鉴定出16个新的候选基因，其中包括129个功能性突变，这些突变可能影响家兔产仔数环境方差的变异。Rodrigues等[15]研究表明，高排卵率的雌性动物产前存活率降低的部分原因可能源于卵母细胞质量较低，排卵率和产前存活率是影响家兔产仔数的主要因素，根据排卵率进行选育可以更有效地提高家兔产仔数。Serna-Garcia等[16]利用微点阵对以排卵率为选择标准选育10代的高排卵率家兔群体和对照组的卵巢组织进行转录组分析，结果显示，共发现1 357个差异表达基因和19个潜在生物标记与产前死亡率相关，家兔产仔数差异与产前细胞死亡呈显著相关。穴兔与家兔的母性行为表现在筑巢及分娩后对后代的日常护理，这一系列的行为遵循一个特定的顺序，并受到多种外部因素及遗传因素的调节，如视觉影响、激素水平等[17-19]。Benedek等[20]选取30只10～20月龄成年穴兔，评估黄体酮受体(PGR)基因多态性与家兔筑巢行为的相关性，结果表明，SNP(2464 G>A)位点可能影响家兔的就巢时机，PGR基因可作为影响家兔成功繁殖的关键候选基因。

1.2.3 品种与遗传多样性 细胞色素B(cytochrome b,Cytb)基因位于线粒体环状DNA中，在几乎所有真核生物和许多原核生物中都有发现，在种间、种内群体间和群体内具有广泛的多态性，因此，Cytb基因是目前研究种间进化关系的最佳基因之一[21]。Emam等[22]通过线粒体DNACytb基因序列比对分析，对埃及当地的家兔品种(ERB、EBB、EGS)及西班牙本地品种(SCR)共132个个体的多样性、系统发育状况与欧洲野兔(EWR)进行种属鉴定，共发现353个突变，290个多态位点，14个单倍型，其中单倍型A在埃及本地家兔和EWR中分别占83.3%和11.7%，单倍型B在SCR和EGS中分别占63.8%和36.2%；通过与穴兔基因组序列进行比对分析发现，单倍型A与已发表序列的重合性达44.7%，而单倍型B仅有8.5%的重合；聚类分析结果得出，埃及本地家兔品种与SCR及EWR的单倍型分布在同一聚类中。综合以上结果推测，ERB、EBB、SCR的遗传多样性非常低，ERB与EBB同属于一个品种，埃及当地兔品种与西班牙本地品种均来源于欧洲野兔。

2 国内家兔遗传育种与繁殖研究进展

2.1 传统育种

2.1.1 选择效应及性状评估 家兔育种工作的核心任务在于培育出具有较高经济价值与种用价值且有一定群体结构的优良家兔品种，对家兔的种质特性进行测定，有意识、系统性地进行选育，才能长久保持品种的适应力、生命力和繁殖力[23]。刘策等[24]选取35日龄、断奶体重(854±13)g的闽西南黑兔及断奶体重(635±18)g的新西兰白兔各20只，控制饲养管理条件，在(100±2)d时全部屠宰，测定屠宰性能和肉品质指标，结果表明，相较于新西兰白兔，闽西南黑兔的肌肉呈良好的色泽，不饱和脂肪酸沉积较少。刘福鑫等[25]将日龄相近繁殖胎次为3胎的24只猞猁色獭兔种母兔与8只种公兔进行人工辅助交配，结果表明，猞猁色獭兔的繁殖性能及后代生长性能均表现良好，适用于进一步的选育工作。

2.1.2 遗传与环境互作 家兔的生命活动受多种环境因素的直接影响，包括环境温度、相对湿度及光照等。熊飙等[26]比较了来自2个父系遗传起源的家兔在连续出生季节(春季、夏季、秋季和冬季)及不同胎次(初产、二胎和多胎)的繁殖性能，试验选取2个品种70只肉兔(新西兰兔和加利福尼亚兔)，其中母兔58只、公兔12只，在适宜条件下饲养，试验过程中环境条件随季节变化，室内温度在10～30 ℃，相对湿度为60%～70%，(46±6)d时断奶，对105窝(55窝来自品种1，50窝来自品种2)母兔的繁殖性能和数据进行记录，结果表明，春季时母兔和仔兔的繁殖行为和生长性能最差，夏季高温对母兔繁殖性能有负面影响，冬季相较于其他季节更宜于常规饲养。相较于其他家畜，家兔全身被毛功能性汗腺少，主要依靠呼吸散热，对高湿热环境适应性差，当机体温度过高时，易发生应激性疾病，进而对生产性能、繁殖性能和免疫能力产生影响，包括生长缓慢、产量降低、繁殖性能下降等[27-28]。陈虹等[29]选取相同饲养条件下的健康成年伊拉母兔6只，随机分为对照组与试验组，试验组所处环境THI为25.97～30.45 ℃，对照组伊拉兔处于自然环境下，THI为22.75～25.67 ℃，试验周期为15 d，记录每只伊拉兔的心率、呼吸频率及直肠温度等数据，结果表明，热应激对伊拉兔的呼吸频率、心率、直肠温度等生理指标有直接影响，且热应激指数越大影响越严重。光照对家兔生产性能存在重要影响，周期性变化的光照会影响松果体合成、分泌褪黑素，进而引发动物繁殖性能的周期性变化[30]。罗刚等[31]为探索光色和光照强度对母兔繁殖力的影响，将225只伊拉配套系父母代种兔平均分成15个组，设置白、红、黄、绿、蓝5种光色和60、80、100 lx 3种光照度进行试验，结果显示，在LED绿光且光照度为100 lx时空怀母兔的繁殖性能最好。

2.2 分子育种

2.2.1 皮毛性状相关基因 皮毛性状是家兔生产中极为重要的经济性状，目前国内研究人员已对调控家兔皮毛相关性状的基因进行了大量、系统地研究。研究表明，毛囊生长和循环过程中有大量信号通路参与调控，如Wnt、BMP、Hedgehog及JAK-STAT信号通路等[32-35]。 Liang等[36]构建角蛋白关联蛋白11-1(keratin-associated protein 11-1，Krtap11-1)基因过表达载体及干扰序列，转染RAB-9细胞，分析Krtap11-1基因在毛囊发育不同阶段、不同组织中的表达情况及对其他与毛囊发育相关基因的影响，结果显示，Krtap11-1基因mRNA表达水平在毛囊发育的退行期和休止期呈先升高后降低趋势，其对毛囊发育过程中的关键基因具有显著促进作用。Zhou等[37]构建SIAH1基因过表达载体及干扰序列，采用皮肤毛囊毛乳头细胞系进行细胞转染试验，结果显示，SIAH1基因对家兔皮肤和毛囊发育过程具有抑制作用。Zhao等[38]探究HIV-1 Tat结合蛋白(HIV-1 Tat binding protein，HTATIP2)基因在皖系长毛兔毛囊发育过程中的作用，结果表明，HTATIP2基因在毛发生长中期与休止期高表达，过表达或敲低HTATIP2基因影响JAK-STAT通路中与毛囊发育相关基因的表达，且HTATIP2基因可能促进细胞凋亡并抑制细胞增殖。Ding等[39]以皖系长毛兔为试验对象，利用组织切片和高通量转录组测序技术研究了皖系长毛兔不同毛囊发育周期皮肤组织学和miRNA表达谱差异，结果表明，皖系长毛兔毛囊在拔毛后第1周时处于静止期，第4～24周处于生长期；共鉴定出185个差异表达的miRNAs，通过生物信息学分析发现，差异表达的miRNA主要参与毛囊发育和脂类代谢过程及TGF-β、Wnt、凋亡和胞外基质-受体相互作用等调控通路。

獭兔是一类理想的研究色素沉积的实验动物模型，哺乳动物的毛发与皮肤颜色的多样性可以归因于色素的类型和数量，而色素的沉积受到不同基因与环境因素的相互作用[40]。 Yang等[41]通过RT-PCR测定POU2F1(POU domain,class 2,transcription factor 1)基因mRNA在不同颜色獭兔中的组织表达谱，构建过表达载体及干扰序列，结果显示，棕色和蛋白黄獭兔背部皮肤中POU2F1基因表达水平显著高于黑色獭兔，POU2F1基因在肺脏中的表达水平最高。转染黑色素细胞后，POU2F1显著影响色素相关基因SLC7A11、MITF、SLC24A5、MC1R、ASIP的表达，揭示了POU2F1基因对色素沉淀的调控作用。Hu等[42]采用实时荧光定量PCR与Western blotting技术检测不同毛色家兔体内KIT基因mRNA及蛋白表达水平，结果显示，KIT基因mRNA与蛋白在不同颜色獭兔皮肤中的表达水平存在显著差异，其中在黑色獭兔皮肤中的表达水平最高，KIT基因显著影响着色相关基因的表达。表明KIT基因显著促进家兔黑色素细胞增殖，是调控黑色素生成、控制黑色素细胞增殖与凋亡的关键基因。Li等[43]选取2个品种共40只家兔(20只黑色獭兔和20只青紫蓝色獭兔)，对黑素亲和素(melanophilin，MLPH)基因多态性与獭兔被毛颜色的关系进行探究，结果发现，MLPH基因具有很高的GC含量，除g.606 C>A外，其余位点均处于Hardy-Weinberg平衡；2个品种獭兔的7个错义突变SNPs形成10个单倍型，其中黑色獭兔特殊的单倍型与青紫蓝色獭兔表型一致，推测不同獭兔品系的毛色形成可能是由MLPH基因中的1个或多个突变引起的。卢婷婷等[44]研究了獭兔小眼畸形相关转录因子(microphthalmia-associated transcription factor，MITF)基因不同可变剪接体对黑色素沉积的影响，结果发现，MITF基因N-端的剪接变化并不影响黑色素沉积功能，但不同剪接体的下游信号通路存在差异。Liu等[45]通过高通量全转录组测序技术对不同毛密度的30日龄獭兔差异表达miRNA进行鉴定，结果显示，miR-205在獭兔低毛密度的毛囊乳突细胞中表达水平高于高毛密度的毛囊乳突细胞，miR-205促进了细胞增殖和细胞凋亡率，改变了细胞周期的进程，并调控獭兔毛囊乳突细胞PI3K/Akt、Wnt、Notch和BMP信号通路中相关基因的表达，同时抑制CTNNB1和GSK-3β蛋白的磷酸化，降低NOG蛋白水平，增加磷酸化Akt水平。

2.2.2 肉质性状相关基因 生长、胴体特征及肉品质是兔肉生产中最重要的性状，与这些性状显著相关的标记及基因的鉴定对家兔育种的发展起到十分重要的作用，如MC4R、LEP、GHR、TBC1D1等基因已被证明与家兔生长及屠宰性能显著相关[46-49]。Yang等[50]基于简化基因组测序(SLAF-seq)技术的GWAS分析与肉兔生长、肉质性状相关的SNPs与功能基因，试验选取465只家兔，包括16只成年公加利福尼亚兔与17只康大5号配套系兔做亲本，以及它们的后代群体(232公兔、200母兔)，记录35、42、49、56、63及70 d的生长性状，宰前活重(84 d)和净屠宰率作为胴体性状指标，蒸煮损失与滴水损失作为肉质性状指标，结果分别鉴定出28、81、10个与胴体指标、生长及肉质性状相关的SNPs；此外，在这些SNPs的上、下游100 kb范围内分别鉴定出16、71、9个候选功能基因，包括FGD4、DNM1L、ADAM7、SLC39A6等。 Luo等[51]采集天府黑兔4个生长期的3个组织样本，采用实时荧光定量PCR检测瘦素(leptin)基因在不同组织中的表达水平，结果表明，leptin基因在天府黑兔中的表达水平可影响相关肉质性状，leptin基因高表达的天府黑兔肉质较好。因此，leptin基因可作为家兔肉质性状分子标记的重要候选基因。李彦宏等[52]采用直接测序法检测天府黑兔载脂蛋白A4(apolipoprotein A4，APOA4)基因第3外显子编码区内的SNPs，并结合生物信息学软件分析其蛋白结构域和mRNA二级结构，结果发现，APOA4基因第3外显子编码区内存在3个遗传变异位点，其中c.1459 A→G可能与家兔肉品质性状有关。

2.2.3 繁殖性能相关基因 家畜繁殖性能的研究与养殖场的经济效益密切相关。家兔的繁殖性状遗传力相对较小，通过传统育种方法相对缓慢，而分子育种对于高繁殖力家兔的育种具有明显作用[57]。牛晓艳等[58]选取白色獭兔品系的70只母兔和海狸色獭兔品系的100只母兔，研究卵泡刺激素(follicle stimulating hormone，FSHβ)基因SNPs与繁殖性状之间的关系，结果发现，FSHβ基因外显子1和3中的3个SNPs(FSH2、FSH30、FSH31)在联合群体中与繁殖性状呈强相关，对于FSH2，与TT基因型相比，GG基因型与总产仔数和产活仔数显著相关；对于FSH30，AA基因型总产仔数和产活仔数显著高于GG和AG基因型；对于FSH31，GG基因型总产仔数、初生窝重和21日龄活仔数显著高于AG基因型，表明FSHβ基因与獭兔的繁殖性状相关联，因此，FSH2、FSH30和FSH31可作为獭兔选育的分子标记。

2.2.4 品种或遗传多样性 家兔育种工作的开展离不开特色多样的遗传资源，尤其是对地方种质资源的开发利用。目前，线粒体DNA、全基因组选择、微卫星标记等技术已被广泛应用于家兔遗传结构与生物多样性的分析工作中[53-55]。周彤等[56]利用PCR高保真扩增技术和生物信息学软件对福建黄兔线粒体基因组进行获取、拼接与注释，结果发现，福建黄兔线粒体基因组全长17 kb(GenBank登录号：MN518689)，主要包括tRNAs(22个)、rRNAs(2个)、蛋白编码基因(13个)和控制区(1个)4部分；22个tRNAs基因中，除tRNA-Ser(AGY)基因由于缺失DHU臂不能形成三叶草结构外，其余21种tRNAs基因均可折叠形成经典的三叶草结构；控制区含有3种结构域：延长终止序列区(ETAS1和ETAS2)、中央保守区、保守序列区(CSB1、CSB2和CSB3)，其中，CSB1和CSB2间存在200 bp的短重复序列，CSB3和tRNA-Phe间存在306 bp的长重复序列；基于线粒体基因组控制区序列构建10种兔形目动物的系统发生树发现，福建黄兔可能起源于穴兔。

3 小 结

2020年国内外家兔遗传育种技术研究进展各具特点。国外在传统育种、分子育种等方面均有不少研究，传统育种主要包括选择与性状评估、遗传与环境互作等；分子育种主要以相关基因及功能区域筛选为主，主要涉及生长及肉质、毛色和繁殖等性状。国内在传统育种与分子育种方面的研究相较国外更多，传统育种主要集中在杂交组合研究、性状评估及遗传与环境互作等方面；分子育种主要集中在皮毛性状方面，以筛选与毛囊发育、皮肤黑色素沉积等相关功能基因为主，其次，分子育种还涉及与品种遗传多样性、肉质及繁殖性状相关的研究。2020年家兔遗传育种与繁殖研究领域取得了较多成果，但相较于其他家畜(如猪、羊、鸡等)，整体研究水平仍相对滞后。建议对家兔重要经济性状和特色性状进行系统评估，为家兔种质资源利用与保护提供更多的理论依据。