2021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)

兔产业是中国节粮型畜牧业中代表性的产业。在乡村振兴战略实施的背景下，家兔养殖已成为肩负农业供给侧结构性改革的重要方向。家兔养殖业具有投资少、用地小、周期短等特点，尤其在非洲猪瘟、新型冠状病毒肺炎疫情影响的当下，人们对健康的重视势必影响家庭膳食结构的调整，而兔肉“三高三低”的特点也更为符合消费者对绿色健康食品的需求。良种良繁是实现高产、优质、高效生产的关键，是提升畜牧生产力的基础。随着现代育种技术的快速变革迭代，中国的家兔育种工作已有了长足的进步，近年来取得了较大进展，但相较大宗家畜尚有一定距离，亟需加强育种核心技术创新，发挥中国家兔种质资源优势。作者综述了2021年国内外家兔遗传育种及繁殖相关的研究进展，以期为家兔遗传育种与繁殖研究提供思路，为家兔生产和产业发展提供参考。

1 国外家兔遗传育种与繁殖研究进展

1.1 传统育种

家兔重要经济性状大多属于数量性状，而这些性状受选择和环境因素的影响较大。Farghly等[1]探究不同光源(白炽灯、荧光灯、节能灯、LED灯)对加利福利尼亚兔生长性能、胴体性状、血液生化指标及健康状况的影响，结果表明，在白炽灯和LED灯下饲养的家兔于16周龄时体重最大；LED照明组于14～16周龄时体重增速最快，饲料转化率最低；荧光和LED照明组脂肪百分比较低；LED照明组免疫球蛋白浓度最低，血糖浓度最高，直肠温度、死亡率、健康风险均最低。综上，LED光源或可替代白炽灯和荧光灯，以提高家兔生长性能，且不影响健康状况及动物福利。El-Tarabany等[2]探究饲养密度对育肥兔生长效率、胴体产量及氨基酸分布的影响，将96只断奶家兔分配至3种密度的兔笼中：低笼密度(LCD)为1 425 cm2/兔；中等笼密度(MCD)为850 cm2/兔；高笼密度(HCD)为625 cm2/兔，结果发现，MCD、LCD组中家兔可以维持正常的生长性能、胴体性状及动物福利等，此外，只有在LCD中饲养才能维持生长期家兔肌肉中必需氨基酸和非必需氨基酸的水平。Jaen-Tellez等[3]使用红外热像仪评价热应激对家兔性能参数的影响，结果发现，家兔在寒冷季节生产力更佳，温湿度指数(THI)对平均日增重(ADG)和日采食量(DFI)有显著影响。THI越高，ADG、DFI和饲料转化率越高，处理的压力越大，生产效率越低，饲料转化率随THI的升高而增加。家兔对气候和个体因素的反应引起动物福利的变化，影响动物生产力。Matics等[4]通过计算机断层扫描，选择2个遗传系(瘦肉系和肥胖系)，从出生至屠宰日龄被安置在2个可调控温度的房间，观察不同环境温度对不同遗传系生长期獭兔生长性能和胴体性状的影响，结果发现，温度对屠宰性能、采食量、日增重和脂肪沉积均有显著影响，环境温度越高，相应的指数越低；温度的影响强度与家兔体脂含量有关，温度-遗传互作效应在生产性状与胴体性状中具有重要作用，且温度对瘦肉系和肥胖系家兔的影响不同。Fetiveau等[5]通过设置不同密度的饲养环境及可开放的户外场所研究户外养殖模式及放养密度对断奶家兔行为、生长性状的影响，将299只断奶仔兔分为4组：可进入户外高密度养殖、不可进入户外高密度养殖、可进入户外低密度养殖、不可进入户外低密度养殖，结果表明，放养密度对死亡率和平均日增重没有影响，但户外接触增多可能导致死亡率上升。综上，户外饲养可实现家兔的自然行为，但影响家兔的生长性能。

1.2 分子育种

1.2.1 选择及环境效应 现代分子遗传研究中，常基于全基因组变异信息分析群体的遗传背景、群体结构、遗传多样性、群体进化方向等。Casto-Rebollo等[6]利用群体遗传分化指数(Fst)、连续性纯合片段(ROH)、连锁不平衡分析(varLD)3种方法对基础群体、高环境效应家系、低环境效应家系进行选择评估，通过全基因组测序分析检测发生突变的基因，结果共检测到373个基因的转录单元发生功能性突变，其中111个基因与免疫系统、应激反应、生殖与胚胎发育及机体代谢有关，环境效应差异可作为评估家兔适应能力的衡量标准，强选择信号区域被识别为窝产仔数的环境差异，其中多为免疫反应和应激相关基因。生长环境的变化不仅影响到家兔早期的生长发育，还会程序化地影响后期的生长发育。Madkour等[7]为探究早期热应激对家兔肝脏耐热相关基因表达及生理反应的影响，将2个品种兔(新西兰白兔、芭拉迪黑兔)在人为控制的室内环境饲养(28 ℃±2 ℃、40%±2% RH)，42日龄时分为2组处理：对照组(未处理)及热应激组(在36 ℃±1 ℃、62% RH环境中保持6 h)，13周以后同时置于急性热应激环境(在36 ℃±1 ℃，62% RH环境中保持6 h)，结果表明，肝脏相关抗性基因、血清生化指标参数均有显著差异，早期热应激处理对2个品种家兔具有长期的影响。

1.2.2 皮毛性状相关基因 动物白化性状的表象是因为缺乏黑色素沉积，酪氨酸酶(TYR)是黑色素合成的限速酶，它参与黑色素合成过程中多巴和多巴醌的合成，而黑色素合成的类型与数量是由其活性和浓度共同决定的。研究发现，TYR表达量的上调可以增加黑色素的数量[8]。家兔TYR基因变异导致编码序列中最后1个N-糖基化位点的改变，可能与家兔白化性状显著相关[9]。Utzeri等[10]为探究TYR基因多态性与家兔白化性状的相关性，通过测序对11个家兔品种及撒丁岛野兔的所有编码及两侧区域进行测序分析，共鉴定出15个多态位点，验证了其他相关论述中5个错义位点，其中3个与不同的毛色表型相关，同时发现2个新的错义突变，该研究进一步揭示了家兔TYR基因的变异对毛色白化的影响。

1.2.3 繁殖性状相关基因 提高种兔繁殖性能，发挥种质优势是发展养兔业、增加生产效益的重要措施。乳头数量是受多基因调控的数量性状，与其他哺乳动物一样，家兔的乳头数量间接影响其繁殖效率，进而影响了哺乳仔兔的生长速度及窝断奶仔兔数。通过选择及关键基因的筛选可提高母兔的繁殖性能，目前通过整合物种全基因组信息，如参考基因组及SNP数据，开发相应SNP芯片，用于家兔相关经济性状的全基因组关联分析(GWAS)研究[11-12]。Bovo等[13]通过GWAS研究影响欧洲家兔乳头数相关基因，选取247只意大利白兔进行试验，其中具有8个乳头的121只，具有10个乳头的126只，使用芯片进行基因分型，共鉴定出50个显著SNPs，包括OCU1、NUDT2、NR6A1等基因被定义为影响家兔乳头数量的候选基因，或作为重要标记参与选择计划。Khalil等[14]探究生长激素(GH)基因与家兔生长性状及精液品质性状的相关性，结果表明，GH基因CT基因型与家兔生长性状和精液品质性状具有良好的相关性，其中c.―78 C>T突变是提高家兔生长性状和精液品质性状选择效率的关键突变。

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 选择及环境效应 生产环境的改变对家兔生产造成极大影响，若防范不及时，易造成家兔繁殖率大幅度降低、生长性能显著下降等不良情况的发生。雷岷等[15]选取160只健康四川白兔初产母兔，分别饲养在湿帘负压纵向通风大棚兔舍和普通封闭式兔舍，结果发现，湿帘负压纵向通风大棚兔舍显著降低兔舍THI，可以使四川白兔母兔表现出较好的繁殖性能，提高四川白兔的生长速度和饲料利用率，降低死亡率。郭志强等[16]选取600只35日龄断奶新西兰白兔，随机分为2个处理，置于开放式兔舍和安装卷帘的开放式兔舍中进行49 d生长试验，结果发现，冬季开放式兔舍安装卷帘显著提高了保温效果，并优化了肠道菌群结构，显著提高肉兔生产性能。邝良德等[17]选取200只健康齐兴肉兔初产母兔，随机分为适温组和热应激组2个处理，对2组母兔繁殖性能、血清生化指标等进行测定，结果发现，热应激条件下齐兴肉兔仍表现出较好的繁殖特性，推测可能与血清生化指标和生殖激素的变化有关。韩守岭等[18]于2020年夏季和秋季选取540只35日龄断奶伊高乐商品代肉兔，随机分为3组：低密度组(每笼饲养4只)、中密度组(每笼饲养5只)和高密度组(每笼饲养6只)，测定并记录生产性能及成活率，结果表明，夏、秋季节饲养密度为13～20只/m2时对育肥期肉兔生产性能及成活率均无显著影响，另发现肉兔育肥期死亡的主要疾病为肠炎和肺炎，需重视球虫病的防治工作。孙世坤等[19]探究不同光源对闽西南黑母兔发情及促性腺激素释放激素(GnRH)水平的影响，设置LED灯照组、节能灯光组、自然光照组3组，光照总长16 h，光照时间为06：00—22：00，记录发情情况，并采集血样测定GnRH水平，结果显示，LED灯和节能灯补光对闽西南黑兔发情率有显著影响，对GnRH影响较小。

2.1.2 生产性能测定 家兔生产性能的测定为品种选育程度、出栏时间选择等提供理论参考。刘公言等[20]分别选取90、110、130和150日龄的闽西南黑兔各10只(公母各半)，研究不同屠宰日龄对闽西南黑兔屠宰性能、脂肪沉积及肉品质的影响，结果表明，随着屠宰日龄增大，屠宰性能相关指标参数显著增大，脂肪含量显著增加，110～130日龄闽西南黑兔肌肉中不饱和脂肪酸/脂肪酸比值较高，建议闽西南黑兔屠宰日龄以110～130日龄为宜。丁海生等[21]选取12和16周龄的皖南黄兔各16只(公母各半)，对其屠宰性能和肉品质进行鉴定，结果表明，12周龄时屠宰性能相关指标均不同程度地高于16周龄，同时，性别和部位对肉品质均有一定程度的影响，腿肌保水性能更好。杨瑞鑫等[22]选取50只3.5月龄獭兔，饲养40 d后测定体尺数据及皮张面积，计算胸深指数和体躯指数，进行相关性分析，并对獭兔体重和皮张面积做回归分析，结果表明，体重与胸围、皮张面积呈极显著正相关，体长与背长、体躯指数呈极显著正相关，腿臀围与体躯指数呈显著负相关；利用体重与皮张面积所得回归方程为：Y=0.454X―224.32(R2=0.265)，其方差分析的F值为17.33，达到极显著水平，说明回归方程可靠性高，建议獭兔选育应以体重为主，兼顾胸围与体长进行选择。

2.2 分子育种

2.2.1 品种与遗传多样性 新一代测序技术的发展为在基因组水平上研究群体遗传进化提供了更高效、更准确的方法。Liu等[23]利用限制性内切位点相关DNA测序(RAD-Seq)技术对6个中国地方品种和2个外来品种进行测定，结果表明，共检出1 006 496个SNPs，通过毛色分组进行选择特征分析发现，黑色素生成途径显著富集；九嶷山兔和福建黄兔的遗传多样性最高，比利时兔、新西兰兔、万载兔、四川白兔和闽西南黑兔具有较好的保护效率，福建黄兔、云南花兔和九嶷山兔具有多遗传祖先，万载兔与其他品种亲缘关系较远。Wang等[24]揭示了川白獭兔线粒体基因组序列，其中线粒体基因组全长为17 179 bp，包含2个核糖体DNA基因、14个编码蛋白基因、22个转运RNA基因及1个D-loop序列。Yang等[25]系统描述了家兔反转录转座子的进化特征，采用多软件进行转座子的从头识别，利用多数据库对识别的转座子进行注释，并通过PCR扩增对相应转座子的活性进行验证，结果揭示了家兔不同于其他哺乳动物的转座子进化，转座子在家兔基因组进化中发挥了重要作用。

2.2.2 皮毛性状相关基因 皮毛性状是家兔极为重要的经济性状，研究长毛兔、獭兔毛囊和皮肤发育相关基因，将分子标记运用到育种实践中，从而快速提高经济效益。Bai等[26]探究DNA甲基化和组蛋白乙酰化参与安哥拉兔次生毛囊发育周期中无翅型MMTV整合位点家族成员10b重组蛋白(Wnt10b)的表达过程，结果发现，Wnt10b是安哥拉兔次生毛囊发育周期中重要的激活因子，发育周期中Wnt10b基因的表达可能被DNA甲基化和组蛋白乙酰化等表观遗传机制所调控，启动子CpG5位点可能是该周期中抑制Wnt10b转录的关键甲基化位点，此外CpG岛11―256和98―361 bp的组蛋白H3ac可能参与了次生毛囊发育周期中Wnt10b转录的上调，转录因子ZF57可维持CpG5位点的DNA甲基化，充当Wnt10b的转录抑制因子。Chen等[27]通过全基因组甲基化测序比较青紫蓝色獭兔和浅青紫蓝色獭兔群体的DNA甲基化图谱，结果发现，共鉴定到126 405个差异甲基化区域，其中11 459个差异甲基化相关基因通过富集分析发现，主要参与发育色素沉着和Wnt信号通路，家兔毛囊颜色稀释的过程与DNA甲基化程度的变化具有一定的相关性。Ding等[28]对不同产毛量兔皮肤组织lncRNA表达谱进行探究，通过高通量测序及组织学检测发现，高产毛量群体毛囊密度更高，差异表达的lncRNA被显著富集于脂质代谢、细胞凋亡及毛囊发育等相关通路中。Hu等[29]探究USP13去泛素化酶介导小眼相关转录因子M(MITF-M)基因表达对黑色素细胞增殖和凋亡的影响，结果发现，过表达MITF-M基因的黑色素细胞表现出更快的细胞增殖，减少了凋亡的产生，同时升高了黑色素水平；MITF-M基因过表达的黑色素细胞中黑色素相关基因TYR、DCT、GPNMB、PMEL显著上调，外源性USP13酶显著上调了MITF-M蛋白水平，下调USP13可显著抑制MITF-M蛋白水平，说明黑色素细胞MITF-M水平受USP13去泛素化酶调控。Hu等[30]探究G蛋白αi2亚单位(GNAI2)基因调控黑色素细胞增殖和凋亡的研究机制，结果发现，GNAI2基因在不同毛色的家兔群体中表达量存在差异，其中黑色家兔中GNAI2基因表达量最高，白色家兔中GNAI2基因表达量最低，过表达GNAI2基因显著增加了黑色素含量，促进黑色素细胞增殖，抑制黑色素细胞凋亡，利用siRNA敲除GNAI2则出现相反的结果，同时GNAI2显著提高了家兔黑色素细胞中黑色素相关基因TYR、GPNMB、PMEL、DCT的mRNA表达水平。Jia等[31]对不同毛色的4种家兔(天府黑兔、四川白兔、四川灰兔、福建黄兔)MC1R、MITF、TYR、TYRP1和MLPH基因多态性分析发现，MC1R、MITF、TYR、TYRP1、MLPH基因分别存在2、3、5、1及3个SNPs位点，这些变异为低、中度多态，且不同品种间分别存在显著差异。Zhao等[32]研究发现，胰岛素生长因子1(IGF-1)和表皮细胞生长因子(EGF)配合使用可促进安哥拉兔毛囊增殖及发育；活体试验发现，将IGF-1和EGF联合用于家兔毛囊背部皮下注射，既可促进毛皮发育周期从休止期向生长期的增殖，又可调控LEF1、CND1、WNT2等毛囊发育相关基因的表达。

2.2.3 体脂与肉质性状相关基因 肉兔的肌肉发育与脂肪沉积过程受多基因共同调控，进而影响肉兔的生长发育情况及兔肉品质，因此，相关分子调控机制的研究一直是该领域的研究热点。Jing等[33]构建了胚胎期、幼年期和成年新西兰兔腿肌的9个RNA库，共鉴定出278个差异表达miRNAs，其中胚胎期和幼年期差异表达miRNA主要富集于骨骼肌分化和肥厚增大、肌肉结构和代谢能力等相关通路；幼年期与成年差异表达miRNA主要富集于细胞外基质、肌肉结构等相关通路，筛选出ocu-miR-185-3p和ocu-miR-370-3p为关键miRNAs。Zheng等[34]对胚胎期、幼年期和成年新西兰兔腿肌进行形态学检测，同时构建转录组文库，结果发现，不同时期家兔腿肌纤维直径、数量、面积和密度均存在极显著差异，共鉴定出481个差异表达的circRNAs和5 658个差异表达基因，功能分析表明，差异表达的circRNAs参与机体代谢及骨骼肌构成相关的通路。Shao等[35]研究miR-208b对家兔前体脂肪细胞的调控作用发现，在前体脂肪细胞中过表达miR-208b，前体脂肪细胞标志物PPAR和FABP4表达较高，油红O染色显示过表达组脂滴数量增加；抑制miR-208b表达时出现相反的结果，通过EdU和CCK-8分析均表明，miR-208b可促进家兔前体脂肪细胞增殖。Li等[36]构建35～70日龄高脂饲喂和正常饲喂群体，通过转录组测序和TMT定量蛋白技术检测，筛选出54个与骨骼肌代谢相关的差异表达miRNAs、248个差异表达mRNAs和108个差异表达蛋白；通过网络分析显示，7对miRNA-mRNA参与代谢，其中2个miRNAs (miR-92a-3p和miR-30a/c/d-5p)调控3个转录因子(MYBL2、STAT1和IKZF1)。Wang等[37]构建正常饮食和高脂饮食两组试验群体进行miRNA测序，结果共筛选出52个已知的差异表达miRNAs和31个新发现的差异表达miRNAs，富集分析发现，差异表达的miRNAs参与p53信号转导、亚油酸代谢和其他脂肪生成相关的通路中。Zhang等[38]利用全转录组测序和ITRAQ定量蛋白质组学技术对四川白兔与德国齐卡肉兔的背肌组织进行测定，结果表明，共有267个circRNAs、356个miRNAs及755个蛋白在两品种间差异表达，进一步通过功能富集分析发现，这些非编码RNA与蛋白之间的调控网络可能与家兔肌纤维类型和肉品质性状相关。

2.2.4 繁殖性能相关基因 母兔的繁殖力很大程度上决定了养殖单位的经济效益，而繁殖性状是由微效多基因控制的数量性状，属低遗传力性状，遗传改良难度大，分子育种的改良效率远高于传统育种方法。Song等[39]探究组织蛋白酶S(CTSS)调控对家兔卵巢细胞的调控作用发现，过表达CTSS可增加STAR和CYP19A1的表达，并显著促进孕酮和雌激素的分泌，同时过表达CTSS还可以上调细胞增殖相关基因PCNA及抗凋亡基因BCL2的表达，促进卵巢颗粒细胞增殖；下调CTSS则显著降低孕酮和雌激素的分泌，导致细胞凋亡。Li等[40]通过过表达和抑制miR-18b的活性研究miR-18b在家兔卵巢颗粒细胞中的功能，结果表明，miR-18b可抑制甾体生成相关基因的表达，促进雌二醇的分泌；采用CCK-8增殖试验、异硫氰酸荧光素凋亡检测、流式细胞术和实时荧光定量PCR研究miR-18b对细胞增殖、细胞周期和凋亡的影响，结果显示，miR-18b促进细胞凋亡。

3 小 结

2021年国内外家兔育种与繁殖相关研究取得了较多成绩，包括基因组、表观遗传学、蛋白质组学等领域。国外在传统育种、分子育种等方面均有一定研究，传统育种和分子育种研究均主要集中于环境效应的影响作用，对皮毛性状和繁殖性状也有少量研究；国内在传统育种与分子育种方面的研究相较国外更多，传统育种研究主要集中于遗传与环境互作，分子育种研究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，同时，分子育种还涉及与体脂及肉质性状和繁殖性状相关的研究。本综述可为进一步研究家兔遗传机理和繁殖育种技术提供参考依据，从而促进家兔产业的可持续健康发展。