分子标记辅助选择在瘦肉型猪选育中应柳小春

1、 养猪业是我省传统优势产业，但长期来存在重数量、轻质量、重引种、轻选育倾向，为了扭转这种局面，我们主持实施了湖南省科技厅重大专项“优质瘦肉型猪选育及产业化关键技术”研究，采用分子育种与常规育种分子育种与常规育种相结合的技术路线，以市场为导向，以性能测定、遗传评估、功能基因检测为依托，实施大群选择，开放核心群选育及标记辅助选择，经过几年努力，培育成了湘虹猪湘虹猪配套系和湘益猪配套系配套系和湘益猪配套系。 l不受环境因素的影响 遗传力1l可以早期测定l对所有个体，雌性和雄性都可测定l数量大，覆盖整个基因组64625539383731213830251595420102030405060701234

2、5l雌激素受体基因（ESR）l促卵泡素亚基基因（FSH）l催乳素基因（PRL）、l催乳素受体基因（PRLR）l核受体辅激活蛋白1基因（NCOA1）一、繁殖性状相关基因的筛选与效应分析大 白长 白胎数总产仔数产活仔数胎数总产仔数产活仔数AA13910.03a8.59a22610.629.52AB32010.12ab8.91ab10510.719.72BB9310.58b9.05b11010a0.280.23d0.190.09ESR基因型对大白和长白猪TNB和NBA的影响 BB BB AA AA AB AB ESR基因座多态性图谱效应大的：陈克飞等在地方猪种中（N84） 头胎TNB： BBAA3.

3、37 NBA： BBAA=3.58效应小的：本室刘志伟等在大白、长白猪中（N552） 各胎平均TNB： BBAA0.55 NBA： BBAA=0.46效应相反的：陈俊峰等在清平猪中（N75） TNB： AABB1.64 Van Rens等在大白梅山F2中（N275） TNB: ABBB1.20 NBA： ABBB1.22ESR基因对猪产仔数效应大小不一2. 卵泡刺激素亚基（FSH）基因 卵泡刺激素（Follicle stimulating hormone, FSH）是垂体前叶分泌的一种糖蛋白激素。由、两个亚基构成，亚基由3个外显子和2个内含子组成，通过放射原位杂交，将其定位于2p1.31.6，

4、它与FSH、FSHR相互作用促使细胞分化与增殖，最终导致卵泡发育与成熟。 FSH基因座多态性图谱M. PBR322 DNA/Msp Markers; 8-10.AA; 1,2,5,7,11,12,14,17.BB; 3,4,6,13,15,16.AB 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 M242/238bp 309 bp 404 bp 527 bp 622 bp 大 白长 白胎数总产仔数产活仔数胎数总产仔数产活仔数AA499.61c0.998.57b1.03109.60c0.808.50c0.79AB28510.19b0.188.87a0.181

5、0910.49b0.249.47b0.24BB21821810.4410.44a a0.220.228.948.94a a0.230.2320320310.7810.78a a0.170.179.709.70a a0.170.17a0.420.190.590.60d0.170.120.300.37FSH基因型对大白和长白猪产仔数的影响 赵要风赵要风等(1999）经测序发现，FSH基因5端侧翼区有较大变异，存在品种间多态性，这种多态性是由一个292 bp的逆转座子插入突变引起，李宁李宁等首次证明在大白猪、长白猪等商业猪种中，有利基因型（BB）比不利基因型（AA）头胎产仔数相差2.532.53头头

6、，产活仔数相差2.122.12头头，以后胎次，有利基因型效应虽有下降，但仍能多产1.51.5头头仔猪（p0.01）。 我们的研究表明，大白猪中FSH的BB 型母猪总产仔数比AA 型高0.830.83头头（p0.05），产活仔数高0.370.37头头（p0.05），而在长白猪中，BB 型母猪比AA 型母猪相应地高1.181.18和1.201.20头（p|T| 达100kg日龄（d）AA167.71167.71-5.07051.7737-2.290.0263*AB171.980.0035 -3.19991.7105-1.120.9075BB173.78001活体平均背膘厚(cm) AA0.990.

7、99-0.01480.0720-0.210.837AB1.000.8606 -0.01280.0694-0.180.8545BB1.02001活体校正背膘厚(cm) AA1.341.340.08160.09430.870.3913AB1.460.1869 -0.04120.0909-0.450.6526BB1.38001生长性能指数 AA106.28106.283.01381.31442.220.0316*AB103.360.0010 0.72851.26750.570.5683BB102.64001MC4R基因对杜洛克猪部分生长性状的效应估计基因对杜洛克猪部分生长性状的效应估计 三、胴体性状

8、相关基因的筛选及效应分析三、胴体性状相关基因的筛选及效应分析l组蛋白脱乙酰化酶1（HDAC 1）l垂体转录因子1（PIT-1）l胰岛素样生长因子II（IGF-II）性 状基因型(样本数) AA(28) AG(20) GG(5) 屠宰率（%）73.413.4875.682.4876.133.76胴体长（cm）79.683.6982.794.6581.674.27实测平均背膘厚（实测平均背膘厚（cm）2.290.92a2.180.67a1.970.53b平均皮厚（cm）0.280.090.260.050.250.07眼肌面积（cm2）48.736.5449.435.9751.878.64后腿比例（

9、%）31.061.95ab30.072.63a32.972.02b瘦肉率（瘦肉率（%）68.133.45a71.352.47ab73.143.26b脂肪率（%）13.943.68a12.854.16a10.973.446b骨率（%）9.371.088.660.978.580.75皮率（%）8.561.13a7.140.90b7.310.87b1、HDAC1基因基因对杜洛克猪胴体性状的效应估计表 性 状基因型(样本数) CC(3) CD(12) DD(23) 屠宰率（%）75.893.5674.213.4673.912.67胴体长（cm）82.564.5881.734.1279.673.82实测

10、平均背膘厚实测平均背膘厚（cm）1.950.72a2.210.86b2.270.53b平均皮厚（cm）0.260.080.260.090.270.05眼肌面积（眼肌面积（cm2）52.795.85a50.356.97ab48.877.34b后腿比例（%）31.962.3531.211.6330.592.21瘦肉率（瘦肉率（%）73.192.45a71.633.17ab68.243.26b脂肪率（%）11.153.46a11.854.12a14.294.44b骨率（%）8.430.898.960.979.351.05 皮率（%）7.230.917.560.89 8.121.08 2、PIT-1基

11、因基因对杜洛克猪胴体性状的效应估计基因型 AAABBB屠宰率（%）75.392.3974.813.7276.273.29胴体长（cm）80.864.6380.293.4483.503.79平均皮厚（cm）0.290.060.250.090.250.02眼肌面积（眼肌面积（cm2）48.324.47a47.438.72a53.939.93b后腿比例（%）30.631.9631.073.6331.272.29肉率（肉率（%）69.322.41a71.543.96b72.142.63b脂率（%）12.324.86a11.694.60a10.913.56b皮率（%）8.100.997.961.057.

12、190.59骨率（%）8.901.359.101.048.840.733、IGF-基因基因对杜洛克猪胴体性状的效应估计对杜洛克猪胴体性状的效应估计基因型 AAABBB屠宰率（%）76.462.5575.673.8776.483.64胴体长（cm）87.584.3687.133.5288.153.43平均皮厚（cm）0.270.050.260.080.250.03眼肌面积（眼肌面积（cm2）48.415.12a51.276.27b53.347.28b后腿比例（%）30.762.3330.982.7831.062.62肉率（%）68.572.36a70.853.58b71.362.59b脂率（%）

13、13.414.35A11.534.74B12.423.83ab皮率（%）9.541.07a8.490.98b8.350.61b骨率（%）8.481.569.131.348.770.67 IGF-基因对基因对长白猪长白猪胴体性状的效应估计胴体性状的效应估计l氟烷基因（Hal）：系水力，肉色，pH值l心脏脂肪酸结合蛋白（H-FABP）：肌内脂肪含量四、肉质性状相关基因的筛选与效应分析四、肉质性状相关基因的筛选与效应分析 心脏脂肪酸结合蛋白基因（心脏脂肪酸结合蛋白基因（H-FABPH-FABP）可有效提高肌内）可有效提高肌内脂肪含量、嫩度及口味，该基因存在于脂肪含量、嫩度及口味，该基因存在于6 6号

14、染色体，号染色体，由上游调控系列、4个外显子和3个内含子及0.2kb 3端非转录区组成。采用PCR- RFLP法发现在第2内含子存在Hae、Msp I多态性酶切位点。其中杜长大商品猪Hae dddd型肌内脂肪含型肌内脂肪含量平均为量平均为2.579%2.579%，DdDd型平均为型平均为1.682%1.682%，模型效应极其显著，因此H-FABP Hae dd型可以作为遗传标记用于提高商品瘦肉猪的肌内脂肪含量，改善肉质和口味，具有很大的开发利用价值。分类变量水平LS Means 模型效应效应估计值Pr估计值标准误T值Pr|T| dd2.579 0.0087* 0.89700.30492.940

15、.0087* Dd1.682001H-FABP Hae位点对肌内脂肪含量的效应估计 H-FABP基因基因PCR-RFLPPCR-RFLP（HaeHae ）电泳图谱）电泳图谱D（683+117+16bp），d（405+278+117+16bp），1,2,8,9,14,16,17,19为Dd，11为DD，37,10,12,13,15,18,2022为ddP为PCR扩增产物，M为X174 DNA/ Hae Maker118bp194bp234bp271bp310bp603bp872bp1078bp1353bp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 6 17 18

16、 19 20 21 22 P Ml氟烷基因：应激敏感性lETEC F18受体基因：仔猪断奶后腹泻lETEC F4（K88）受体基因：初生仔猪腹泻健康健康遗传遗传遗传遗传改良改良 五、抗病性相关基因的筛选与效应五、抗病性相关基因的筛选与效应 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819 20 21 22 23 24 25氟烷基因型检测结果112，14，18，25为NN； 15，22为nn； 16，17，20，21，23，24为Nn； 13为pBR322 DNA/Msp标准分子量 由肠毒素大肠杆菌肠毒素大肠杆菌引起的发病率和死亡率约占56.2%56.

17、2%和和24.7%24.7%。危害最大的主要有引起1 1 2 2周龄仔猪黄、白痢周龄仔猪黄、白痢的E.coli K88（F4）和引起断奶后仔猪腹泻和水肿病仔猪腹泻和水肿病的E.coli F18。 ETECETEC F18 F18找到（1）岩藻糖转移酶基因（岩藻糖转移酶基因（FUT1FUT1）可作）可作为为ETEC F18ETEC F18受体的候选基因受体的候选基因。该基因的Hinf IRFLP位点的M307处G突变为A时，形成抗性型抗性型AAAA，而，而GGGG、AGAG为敏感型为敏感型。我们检测中外猪种猪种867867头头样品发现，总的来说抗性型个体（AA）较少，在大白、长白、杜洛克猪中平均

18、为6%6%，其余全部是敏敏感型（感型（GGGG、AGAG），），而本地猪种宁乡猪、大围子猪、沙子岭猪全部属敏感型，无抗性型。这一结果与这些猪种均易感染ETEC病的实际情况一致。但证明了ETEC是可以通过遗传学方法控制的，只要及早对猪只采样检测分型，将AAAA型留种，淘型留种，淘汰或逐步淘汰汰或逐步淘汰GGGG型、型、AGAG型，久而久之，将可使型，久而久之，将可使AAAA型频率升高，型频率升高，GGGG、AGAG型频率下降，达到抗病育种之目的。型频率下降，达到抗病育种之目的。M 1 2 3 4 5 6 7图1 外来猪种ECF18R基因PCR-RFLP 酶切图谱 M为pBR322 DNA/Msp

19、标准分子量 1、4:AA; 2、7:AG; 3、5、6:GG 图2 地方猪种ECF18R基因PCR- RFLP酶切图谱 M为pBR322 DNA/Msp标准分子量; 18为GG型;P为PCR产物62252740424211090421 24193873282419387M 1 2 3 4 5 6 7 8 P62252740424211090 F4(导致初生仔猪泻痢)能否结合到猪的小肠上皮细胞，决定于猪小肠粘膜有无受体有无受体。无受体无受体的猪在受到细菌感染时不发病，表现为抗性的猪在受到细菌感染时不发病，表现为抗性，因此，培育出抗性猪具有重要意义。而目前尚未克而目前尚未克隆出受体基因，对受体的各

20、种序列也未见报道隆出受体基因，对受体的各种序列也未见报道。寻找和筛选该受体的基因是ETEC抗病育种的重要途径。l受体的定位受体的定位lEdfors-Lija等（1995）将F4ab和F4ac受体准确定位于13号染色体长臂3.1区，并且2个位点间紧密连锁（=0.01，Z=41.06）。lPeelman等（1999）报道了4个涵盖F4abR和F4acR的2Mbp区间的微卫星标记，并证明F4adR不位于13号染色体。l我室采用差异显示法筛选F4受体相关基因，首次提出ASIP、PMCA 1 和 GPI 1基因分别为F4ab, ac和ad受体的相关基因，并进一步筛选候选基因与受体相关的SNP。l同源比对

21、表明，由引物1扩增产物在485485碱基处，碱基处，所有黏附型个体的碱基均为所有黏附型个体的碱基均为G G，而所有不黏附，而所有不黏附型个体的碱基均为型个体的碱基均为A A，在第，在第619619碱基处，所有黏碱基处，所有黏附型个体的碱基均为附型个体的碱基均为A A，而所有不黏附型个体，而所有不黏附型个体的碱基均为的碱基均为T。可见这二个位点的SNP很可能是影响黏附性，也就是影响F4ab受体有无的位点。l测序结果经同源比对后发现，其中由引物2扩增产物在在142142碱基处，所有黏附型个体的碱基碱基处，所有黏附型个体的碱基均为均为A A，而所有不黏附型个体的碱基均为，而所有不黏附型个体的碱基均为

22、T T。可见这个位点的SNP很可能是影响黏附性，也就是影响F4ac受体有无的位点。l 结果表明，结果表明，在第在第242242、243243碱基位置，所有碱基位置，所有F4 F4 adad黏附型个体均为黏附型个体均为ATAT，而所有不黏附型个体均，而所有不黏附型个体均为为TGTG。而在其它位置，如第19碱基位置、24碱基位置等虽然存在SNP，但这些SNP都与黏附性没有相关性。1.繁殖性状是低遗传力性状，常规选育方法很难提高产仔数，我们的试验表明，ESRESR、FSHFSH、PRLRPRLR及NCOANCOA 1 1基因可用于标记辅助选择，其中ESR及FSH基因的BB型与AA型相比，可提高大白和

23、长白猪总产仔数和产活仔数0.5-1.2头，PRLR和NCOA 1基因的AA型与BB型相比，可提高大白和长白猪总产仔数和产活仔数2-3头，特别是NCOA 1基因的有利基因型AA在大白和长白中有较高频率（大白猪中为0.59，长白猪中为0.67），能较方便地用于标记辅助选择。随后的跟踪调查也证实了这种效应。2生长速度和背膘厚是瘦肉型猪选育的主选性状，基因效应分析表明，PITPIT-1-1基因的CC型、HDACHDAC 1 1基因的GG型、IGFIGF-II-II基因的AA型、MC4RMC4R基因的AA型均有显著提高生长速度效应，达100kg活重日龄与相反基因型相比，一般都能缩短6-9天。PITPIT

24、-1-1基因的CC型、HDAC HDAC 1 1基因的GG型、IGFIGF-II-II基因的BB型有显著降低活体背膘厚效应，降低幅度为降低幅度为1-2mm1-2mm。上述基因型的生长性能指数相应地有显著提高，上述基因型的生长性能指数相应地有显著提高，提高幅度在提高幅度在10%10%左右。左右。 3提高瘦肉率、降低背膘厚始终是瘦肉型猪选育的主攻目标。本研究筛选的3个基因均有显著提高瘦肉率、降低背膘厚的效应。HDACHDAC 1 1基因的GG型、PITPIT-1-1基因的BB、IGFIGF-II-II基因的CC型的瘦肉率分别比相反基因型提高3-5个百分点，实测背膘厚降低2-3mm，眼肌面积和后腿比

25、例也有相应提高。4瘦肉型猪的猪肉粗硬、口味差，没有本地猪肉好吃，其原因与肌纤维粗、肌内脂肪少有关。本项研究筛选的H-FABPH-FABP基因有显著提高肌内脂肪含量、嫩度和口味的效应，杜长大商品猪Hae III dd型的肌内脂肪含量平均达2.579%，而Dd型平均只有1.682%，显然，选择dd型猪，提高dd型猪在群体中的比例，将可大大改善瘦肉型猪的肉质。5氟烷敏感基因（HalHaln n）纯合子Haln Haln引发应激综合征。本课题组在瘦肉型猪选育中对可疑带有Haln基因的猪群如杜洛克、美系长白、大白等品种公猪，普遍进行了氟烷敏感基因检测与淘汰，杜绝了应激综合征的发生。在肠毒素大肠杆菌F18

26、的候选基因筛选上已证实FUT 1FUT 1基因的AA型为ETEC F18的抗性型，可用于标记辅助选择。根据我室对ETEC F4受体的研究结果，可望将ASIP、PMCA 1 和 GPI 1基因作为F4受体的候选基因，应用于标记辅助选择，具有广阔的应用前景。 v在研究深度上，不仅要研究候选基因多态性与性能的相关，还应研究其遗传机理，找寻更多可用于选择的单核苷酸多态，还要从控制基因表达、调控角度深入探讨基因到性状的关系，并研究基因与基因间互作及基因与环境的互作关系。可采用基因芯片、RNAi及多基因SNP联合分析法。v在研究的广度上，可以肯定除了现已发现与有关的主效基因外，还有一些基因尚未被发现，应继

27、续运用候选基因法和基候选基因法和基因组扫描法，筛选更多与相关的基因，为分子标记辅助选择因组扫描法，筛选更多与相关的基因，为分子标记辅助选择、分子标记辅助选配及分子育种、分子标记辅助选配及分子育种提供更多更有效的分子标记，使猪的重要数量性状得到更快提高。 猪相关候选基因研究存在的不足：一些研究的样本数较少样本数较少，有的只有数十头猪的资料， 经分型后一种基因型往往只有几头或10多头样本，导 致出现统计误差。这也是某些基因效应出现相反结果 的原因之一。 根据正虹种猪场猪群情况，最后确定多种来源长白猪为基础选育形成的亲本系作为配套系中的母系；多种来源大白猪为基础选育形成的亲本系作为配套系中的第一父系

28、（父I系），用于与母系杂交生产二元杂母猪；多种来源杜洛克为基础选育形成的亲本系作为配套系中的第二父系（父II系），用于与二元杂母猪杂交，形成三元杂种商品猪。这个体系正式命名为湘虹配套系。长白(母系)大白(父I系)杜洛克(父I系)大长杂杂优猪（杜大长）台系杜洛克美系杜洛克 -3.5-3-2.5-2-1.5-1-0.500.51200020012002200320042005出生年度EBV杜洛克猪长白猪大白猪杜洛克、长白、大白后备猪达杜洛克、长白、大白后备猪达100kg体重日龄的遗传趋势体重日龄的遗传趋势 -0.2-0.15-0.1-0.0500.050.1200020012002200320042005出生年度EBV杜洛克猪长白猪大白猪 杜洛克、长白、大白后备猪杜洛克、长白、大白后备猪100kg体重背膘厚的遗传趋势体重背膘厚的遗传趋势 00.020.040.060.080.10.120.14200020012002200320042005出生年度EBV长白猪大白猪长白、大白母猪总产仔数的遗传趋势长白、大白母猪总产仔数的遗传趋势 主要经济性状选育进展 杜洛克猪949698100102104106108110200020012002200320042005出生年度EBV杜洛克猪 杜洛克猪父系指数遗传趋势图杜洛克猪父系指数遗传趋势图