猪的分子遗传评定与繁殖调控

猪的分子遗传评定与繁殖调控

吉林大学张嘉保

2010.05.07调整和控制猪繁殖的过程，充分挖掘其繁殖潜力，是发展养猪业需要解决的一个重要课题。

种猪繁殖效率低下

繁殖障碍频发

我国母猪不孕症发病率达15%-30%，仅非传染性繁殖障碍导致的母猪空怀，每年在全国造成的经济损失就达上百亿元。

引言繁殖问题引言我国养猪的繁殖水平与发达国家有很大差距:猪年均繁殖2.0～2.1窝，窝均活仔数9～9.5头，每头母猪年生产肥猪16～17头；而发达国家生产水平为年均2.2～2.4窝，窝均活仔数10～12头，每头母猪年生产肥猪20～22头。一、种猪的分子遗传评定与早期选种

利用分子遗传标记技术，可以系统研究影响猪繁殖、生长和肉质性状的基因，从而建立主要经济性状的基因诊断方法，把标记辅助选择应用于猪的育种实践，为品种资源高效利用和优质特色猪肉生产提供理论依据，也为加快猪的育种进程、促进养猪产业发展提供依据。

（一）猪繁殖性状的分子标记

1.种公猪精液品质的候选基因与QTL

⑴Huang等（2002）发现在不同气温下，热应激蛋白70.2基因5′调控区部分突变与精子活力、精子密度和畸形率等性状有相关关系。⑵Lin等（2006）发现猪β-actin基因内含子3及外显子4的4个突变位点的不同单倍型与种公猪精子活力、畸形率及出生活仔猪数显著相关。⑶Xing等（2009）利用54个全同胞家系的206头F2代白色杜洛克×二花脸种公猪，针对183个微卫星标记，定位了可能影响种公猪射精量和射精次数的QTL，分别位于15号和17号染色体。2.猪产仔数性状的分子标记与应用

产仔数是猪最为重要的经济性状

候选基因促卵泡素β亚基基因FSHβ

雌激素受体基因ESR

（一）猪繁殖性状的分子标记

（一）猪繁殖性状的分子标记

2.猪产仔数性状的分子标记与应用

（1）FSHβ基因与猪产仔数猪FSHβ基因位于染色体的2p12-16区域，基因全长10kb，包括长为6kb的5′端调控区和4kb的转录单位，由3个外显子和2个内含子组成，编码111个氨基酸的蛋白质。2.猪产仔数性状的分子标记与应用

（一）猪繁殖性状的分子标记

（1）FSHβ基因与猪产仔数国内大量学者研究证实该基因座位对猪产仔数的显著影响。国内多家猪育种公司利用此标记进行选种育种，使产仔数平均提高了约0.5头。我们对松辽黑猪和军牧1号白猪的研究表明，FSHβ基因的F等位基因影响高总产仔数。（一）猪繁殖性状的分子标记

2.猪产仔数性状的分子标记与应用

美国的Rothschild实验室对位于1号染色体ESR基因进行RFLP分析，发现PvuⅡ酶切位点的一个有利等位基因B与高窝产仔数有关。张淑君等检测了不同品种猪ESR基因的PvuⅡ-RFLP，结果表明我国地方猪种ESR基因的优势基因B的频率高于引进猪种。

2.猪产仔数性状的分子标记与应用

（一）猪繁殖性状的分子标记

猪课题组研究内容：我们以松辽黑猪和军牧1号白猪为实验对象，对ESR和FSH-β基因进行研究。通过对FSH-β插入序列结构的分析及ESR基因突变位点的检测，对猪的繁殖性状进行辅助选择以达到提高产仔数、产活仔数等性状的目的。

ESR基因PvuⅡ酶酶切结果AABBABEEEFFFFSHβ基因PCR扩增结果（一）猪繁殖性状的分子标记

2.猪产仔数性状的分子标记与应用

研究结果（一）猪繁殖性状的分子标记

2.猪产仔数性状的分子标记与应用结论：①松辽黑猪：ESR的B等位基因为优势基因，影响总产仔数和产活仔数。FSHβ的F等位基因影响总产仔数。军牧1号：FSHβ的等位基因Ｆ决定高的产活仔数。②合并基因型分析表明：在松辽黑猪中AAEF型有高的总产仔数和产活仔数。③在育种工作中，可以把具有ESR基因的B等位基因和FSHβ基因的F等位基因的个体予以保留。

ESR基因

①控制产仔数的主基因或与其紧密连锁，预测产仔数最好的标记；

②与猪的生长发育性状及胴体性状之间不存在负的基因多效性影响；③基因频率在国外猪种和中国地方猪种中的分布有较大差异。

对利用DNA标记进行辅助选择以改良猪产仔数性状具有特别重要的意义。（一）猪繁殖性状的分子标记

2.猪产仔数性状的分子标记与应用

（一）猪繁殖性状的分子标记

2.猪产仔数性状的分子标记与应用在猪的生产中现已利用ESR基因进行标记辅助选择来提高窝产仔数，并结合标记辅助渗入技术培育产仔多、生长快和背膘薄的新的母本群体。美国PIC猪育种公司将ESR基因加入核心群母系的选择指数中，使产仔数遗传进展提高了近30%。

（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关

猪课题组研究内容：1.克隆IGF-Ⅰ基因不同mRNAs转录本，分析表达规律，为松辽黑猪的种质特性研究奠定基础。2.比较在不同品种、不同组织中的表达丰度，分析表达水平与生长和胴体性状的相关性，为表达调控分子机理研究奠定基础。3.筛选IGF-Ⅰ基因SNP片段，分子标记，为松辽黑猪超早期选种及遗传改良提供理论依据。

I类

II类松辽黑猪两类IGF-IcDNA序列的提交（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关

研究结果I-IGF-III-IGF-I松辽黑猪两类mRNA定量PCR循环数与荧光强度关系

（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关

研究结果两类mRNAs在松辽黑猪中的组织分布和表达丰度******（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关

研究结果两类mRNAs在不同品种猪肝脏和肌肉中表达丰度（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关

研究结果结论：1.松辽黑猪IGF-Ⅰ基因Ⅰ类和Ⅱ类mRNA转录本，只使用外显子6，翻译成蛋白质IGF-IA。2.两类IGF-ImRNAs松辽黑猪的各种组织中均表达，而且Ⅰ类IGF-ImRNA>Ⅱ类IGF-ⅠmRNA；两类IGF-ImRNAs在松辽黑猪、野猪、杜洛克猪、长白猪和大白猪的肝脏中差异不显著，肌肉中差异也不显著。（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关结论：3.肌肉I类IGF-ImRNA和II类IGF-ImRNA的表达水平均与日增重呈显著的正相关，肌肉组织中的I类IGF-ImRNA的表达水平和腿臀比也呈现很高的正相关。4.松辽黑猪IGF-Ⅰ基因外显子4处存在A→G同义突变，AA型个体猪的日增重高、背膘厚、瘦肉率低。（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关（三）猪H-FABP基因遗传多态性及与肉质性状的相关研究

猪课题组研究内容：1.利用PCR-RFLP的方法检测了松辽黑猪等7个猪种H-FABP基因的遗传多态性；对H-FABP基因的多态片段进行了克隆测序，以确定酶切位点变异的位置和突变的碱基类型。2.将多态性位点与猪的肉质性状进行了相关分析，旨在为不同猪种肉质性状的选种选育提供分子生物学依据。纯合基因型的测序结果HH基因型的测序峰图1324↓hh基因型的测序峰图1324↓DD基因型的测序峰图1811↓dd基因型的测序峰图1811↓（三）猪H-FABP基因遗传多态性及与肉质性状的相关研究

研究结果：（三）猪H-FABP基因遗传多态性及与肉质性状的相关研究

结论：1.在HinfI和HaeIII多态位点上，7个猪种中均发现了多态性，在MspI多态位点上，除松辽黑猪、长白猪和松野杂交猪仅表现为AA型外，其它猪种均表现出多态性；2.HinfI多态性是由于1324位发生T→C的转换；HaeIII多态性是由于1811位发生C→G的颠换；MspI多态性是因为1489位发生T→C的转换。（三）猪H-FABP基因遗传多态性及与肉质性状的相关研究

结论：3.HinfI和HaeIII多态性对IMF含量有显著影响，MspI多态性仅对PIC猪的IMF含量有显著影响。4.松辽黑猪、PIC猪、长白猪、大白猪、杜洛克猪和松野杂交猪IMF含量最高的基因型组合依次为“dd-HH”、“dd-HH-AA”、“DD-HH”、“Dd-HH-aa”、“dd-HH-aa”和“Dd-HH”。通过提高最佳基因型组合的频率可以增加肌内脂肪含量，以达到改善肉质的目的。（四）猪ob基因与繁殖、肉用性状的相关研究

猪课题组研究内容：采用生物信息学的手段对猪ob基因结构、潜在的调控元件及蛋白结合位点、密码子使用频率进行预测；在此基础上建立PCR-RFLPBi-PASA，研究了松辽黑猪ob基因的多态性类型和分布，并与肉质性状、繁殖性状进行相关分析。1112位点转录因子结合位点分析（四）猪ob基因与繁殖、肉用性状的相关研究

研究结果：（四）猪ob基因与繁殖、肉用性状的相关研究

研究结果：1.猪ob基因第二内含子G1112A位点发生的G→A颠换可能导致此处增加一个调控元件RORalp因子。2.在松辽黑猪（群体）中，G1112A位点与G3714T位点之间处于连锁不平衡状态。3.T3469C位点与平均背膘厚，瘦肉率，总产仔数存在显著相关。4.G3714T位点与瘦肉率，总产仔数，20日龄重存在显著相关。国家振兴东北老工业基地科技专项（2004BA907A22）：松辽黑猪等优质猪肉产业化基地建设及关键技术研究；吉林省牧业科技重点项目（20065019）：吉林省主要猪种ob基因与繁殖、肉用性状相关性的研究与应用。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用母猪繁殖障碍是指与繁殖相关的性状异常而造成的繁殖力下降、暂时性或永久性不能繁殖等，例如发情异常、乏情、不孕、胚胎早期死亡、流产、死胎、产仔不足等等。因母猪繁殖障碍引起的繁殖力下降达20-30﹪，一些猪场后备母猪不发情率高达50﹪，约有10%母猪断奶后长期不发情。合理使用生殖激素，可有效地治疗发情异常、乏情、不孕、胚胎早期死亡、流产、死胎、产仔不足等问题，从而提高繁殖力。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（一）促黄体素释放激素A3（LRH-A3）1.提高产仔数⑴发情正常母猪配种时肌注LRH-A325微克，可平均提高每胎产仔数1.5头。⑵发情不正常母猪先用FSH或PMSG进行治疗，待母猪配种时，同时肌注LRH-A325微克，可纠正卵泡发育整齐性差、排卵延迟和不排卵等问题。（一）促黄体素释放激素A3（LRH-A3）2.防治流产有流产病史的母猪：配种时肌注LRH-A325微克，于隔日再注射一次，以促进黄体形成和巩固黄体功能。3.处女猪不发情催情：PMSG1000～2000单位/头或FSH200～400单位肌注；催熟：HCG1000～2000单位/头或LH200单位/头与1同时或次日肌注。促排：配种时肌注LRH-A325微克。4.经产母猪不发情：处理方法同上。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（二）兽用氯前列烯醇（PGCloprostenol）

用于猪的发情控制和人工控制配种，分娩控制，治疗生殖机能紊乱（持久黄体、子宫积脓、黄体囊肿等），排出木乃伊胎儿，治疗乏情，促进产后子宫复旧等方面。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（二）兽用氯前列烯醇（PGCloprostenol）

1.诱发分娩⑴在母猪妊娠的111～112天后，肌注PG0.1毫克，母猪一般在注射后24±2小时内分娩。

⑵上午9～10时肌注，白天分娩率可达95%。⑶若肌注PG后间隔24小时加注催产素5～10单位，可缩短产程并能准确地控制分娩时间，同时可有效地改善母猪的初乳分泌。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（二）兽用氯前列烯醇（PGCloprostenol）

诱发母猪白天分娩有巨大的潜在经济效益：

⑴避免在寒冷季节夜间分娩，提高仔猪成活率；⑵便于加强母猪、仔猪的护理，减少死亡；⑶有利于仔猪超前免疫的进行；⑷节约劳动力。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

人为缩短繁殖周期，降低饲养成本（二）兽用氯前列烯醇（PGCloprostenol）

2.诱发发情和排卵⑴PG对于黄体性引起的不发情有特效，肌注PG0.2毫克，在4天内可引起发情和排卵。

⑵给发情周期第5天后的母猪肌注PG0.1～0.2毫克，可在1周内引起发情和排卵。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（二）兽用氯前列烯醇（PGCloprostenol）

3.引产和终止妊娠⑴超过预产期的母猪肌注PG0.1毫克，次日即可分娩。⑵若欲终止母猪妊娠肌注PG0.2毫克，宫内物次日即可排出。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（二）兽用氯前列烯醇（PGCloprostenol）

3.引产和终止妊娠⑴超过预产期的母猪肌注PG0.1毫克，次日即可分娩。⑵若欲终止母猪妊娠肌注PG0.2毫克，宫内物次日即可排出。（二）兽用氯前列烯醇（PGCloprostenol）

4.促进母猪产后恢复，调整繁殖机能

二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

产后肌注PG①0.1～0.2毫克可促进恶露排出，预防子宫疾患。

②提高卵巢、子宫恢复速度，缩短产后发情间隔。

③提高下胎产仔数，每胎可提高0.9头。

④增加初乳的分泌量。（三）促卵泡素（FSH）二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

FSH应用于①治疗卵巢静止、长期不发情或乏情期过长、卵泡发育中途停滞或两侧交替发育；②多卵泡发育情况下，促进大卵泡发育和小卵泡闭锁；③对持久黄体可促进其萎缩，诱发卵巢新卵泡生长；④用于发情控制与超数排卵;提高公畜的精子密度。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（三）促卵泡素（FSH）

1.超过性成熟年龄和体重仍未发情后备母猪在8月龄或体重达80–90公斤仍未发情者，视为不发情。用FSH每头每次100单位，早晚各一次，连用2–4针，或当天200单位/头，次日再肌注100–200单位/头。待出现发情征状时，加注HCG100–200单位/头，可加强效果。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（三）促卵泡素（FSH）2.断奶后长期不发情用药方法与剂量同１，但在第一次肌注FSH时，最好加注0.1～0.2毫克PG。3.提高母猪繁殖力于出现发情前一日肌注FSH，早晚各一次，剂量分别为200单位/头和100单位/头，可有效提高母猪繁殖力。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（四）孕马血清促性腺素（PMSG）

作用：促进卵泡的生长发育和成熟，并引起正常的发情。应用：发情控制，超数排卵，治疗母猪乏情、安静发情或不排卵，治疗公猪睾丸机能衰退等方面。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（四）孕马血清促性腺素（PMSG）

1.发情与排卵控制⑴同期发情①在孕激素预处理结束前1～2天，肌注1000～1500单位PMSG，可有效提高发情率和同期化程度；②母猪断奶当天或次日肌注1000单位PMSG或400单位PMSG+200单位HCG，可使大多数母猪于断奶后5～8天发情。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（四）孕马血清促性腺素（PMSG）

1.发情与排卵控制⑵断奶母猪的诱发发情可缩短断奶至发情的时间，同时可定时给母猪配种。主要用PG-600（400单位PMSG+200单位HCG），处理时间以断奶后1天效果好。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（四）孕马血清促性腺素（PMSG）1.发情与排卵控制⑶超数排卵在初情期即将到来时、在孕激素预处理结束前1～2天和母猪断奶当天或次日进行，PMSG的用量是1500单位，超排处理后再用500～700单位HCG或50单位LH可加速卵泡成熟和排卵。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（四）孕马血清促性腺素（PMSG）1.发情与排卵控制⑷同期排卵初情期前母猪：PG－600或800～1000单位PMSG处理后72小时，肌注500单位HCG；大型母猪：断奶当天或次日肌注PG－600或1000～1500单位PMSG，72小时后肌注700～1000单位HCG。

二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（四）孕马血清促性腺素（PMSG）

2.超过性成熟年龄和体重仍未发情①一次性肌注PG—600；②一次性肌注PMSG700～1000单位+0.2～0.3毫克PG，不发情者第一次处理后再次注射PG。③PMSG1000～2000单位，次日HCG1000～2000单位，配种时肌注LRH—A325微克。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

卵巢上无卵泡发育

有黄体存在

（四）孕马血清促性腺素（PMSG）

3.断奶后长期不发情

方法：肌注PMSG700～1000单位，1～2天后肌注PG0.2～0.3毫克，或PMSG与PG同时肌注。母猪约在7天内发情。不发情者第一次处理后再次注射PG。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（四）孕马血清促性腺素（PMSG）

4.提高繁殖力

对于低产母猪群，在发情初期肌注PMSG1000单位，HCG1000单位，配种时肌注LRH－A325微克可有效提高产仔数。（五）人绒毛膜促性腺激素（HCG）

二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

HCG的作用控制排卵

促进母畜卵泡成熟与排卵

治疗排卵延迟或卵泡囊肿

增强超数排卵效果

促进睾丸发育和生精机能

二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（五）人绒毛膜促性腺激素（HCG）

1.诱发断奶母猪发情排卵方法：在母猪断奶后第1天，用PMSG250单位＋HCG750单位进行处理。好处：①可缩短断奶至发情的时间；②可定时给母猪配种。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（五）人绒毛膜促性腺激素（HCG）

2.治疗母猪乏情因卵巢上无卵泡发育而引起的乏情：应配合PMSG800-1000单位或FSH200-400单位/头，HCG1000-2000单位/头，可同针肌注，或于次日肌注。有中型卵泡发育的母猪：用HCG2000-5000单位/头，连用2-3天，早晚各一次，有较好的疗效。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（五）人绒毛膜促性腺激素（HCG）

3.提高母猪繁殖力每头1000～2000单位HCG，于开始发情时肌注，可提高性欲与产仔数。配种前6小时到配种时时间段内处理，则偏重于促排和促进黄体形成，以提高产仔数和增加黄体功能。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（五）人绒毛膜促性腺激素（HCG）

4.母猪同期发情与排卵母猪断奶当天或次日肌注400单位PMSG+200单位HCG，可使大多数母猪于断奶后5～8天发情。在母猪超排处理后再用500～700单位HCG或50单位LH可加速卵泡成熟和排卵。大型母猪断奶当天或次日肌注PG-600或1000～1500单位PMSG，72小时后肌注700～1000单位HCG，可以提高排卵的同期化程度。二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（五）人绒毛膜促性腺激素（HCG）

5.治疗公猪繁殖障碍对于性欲差、精液质量差、隐睾症、阳痿等公猪，肌注1000～5000单位HCG/头，有一定疗效。（六）促黄体素（LH）二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

LH的作用早期胚胎死亡或流产

排卵障碍

母畜情期过短屡配不孕

卵巢囊肿

公畜性欲不强

二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用

（六）促黄体素（LH）

1.诱发断奶母猪发情排卵