蛋鸡血清酯酶的遗传表达及遗传多态

蛋鸡血清酯酶的遗传表达及遗传多态

作为促进生物多样性的生物活性物质，酶是一个重要的基因产物。不同组织器官和发育阶段对于各种酶的种类和活性要求可能不同。据吴鹤龄、李士鹏报道,LDH同工酶在北京鸭不同组织间表现出特异性变化。Krogdahl和Sell研究表明,火鸡体内的一些酶活性随年龄增长而发生改变。马建岗、邱怀对家鸡胚胎期到生育后期不同发育阶段各组织器官的LDH同工酶进行了测定,也发现存在定向的发育遗传学变化。本研究的目的在于考察家鸡血清酯酶的遗传多态性在不同发育阶段是否存在差异。研究酶生物合成的发育遗传学差异有助于更好地了解家禽的生长和发育,认识家禽的基因表达与基因调控原理。1材料和方法1.1isa380父母代cd群体检测结果从湖南省畜牧兽医研究所家禽育种中心培育的优黄380商品蛋鸡中选择10羽母鸡,进行个体跟踪测定,测定日龄分别为70、140、200和300日龄。从湖南省蛋鸡祖代场饲养的ISAB380父母代CD群体中随机抽样测定仔母鸡(90日龄)和老母鸡(450日龄)各30羽,测定验证上述小群体结果。测试鸡均于上午采血1.5mL,置斜面自然析出血清,然后放于-20℃冰箱保存备用。1.2酯酶型为固定型酯酶电泳仪:北京六一仪器厂出品的DYY-III9B型稳压稳流电泳仪。酯酶分离与分型:采用垂直平板聚丙烯酰胺凝胶电泳法,分离胶浓度9.5%,浓缩胶浓度2.5%,Tris-甘氨酸(pH8.3)电泳缓冲液,电流20mA,用α、β-醋酸萘酯+坚固蓝RR盐染色。酯酶分型参见Grunder和肖千钧等报道。采用Bio-RadLaboratories提供的凝胶成相系统进行电泳结果的成相和分析。1.3遗传频域计算按常规方法计算Es-1和Es-2座位基因(表)型频率和基因频率。2酯酶基因频率的发育阶段性聚丙烯酰胺凝胶电泳结果表明,酯酶Es-1区域(靠近阳极)有2～3条酶带,表型分别为AA、AB、BB、AC;Es-2区域(靠近阴极)只有1条酶带,全部为有带类型,见表1。值得注意的是,母鸡Es-1酶带的表现具有明显的发育阶段性规律。跟踪测定结果表明,该10羽鸡在70日龄均为有带类型(5羽AA、2羽AB、1羽AC、2羽BB);140日龄时4羽母鸡Es-1酶带消失(图1);200日龄时9羽母鸡在Es-1区域无酶带,仅1羽有带(经查该羽母鸡至200日龄无产蛋记录);至300日龄,全部10羽母鸡的Es-1酶带消失。酯酶基因频率的发育阶段性变化参见图2。为了扩大实验,我们又从湖南省蛋鸡祖代场饲养的ISAB380父母代CD鸡群中选择了发育阶段不同的2个群体(90日龄和450日龄),随机抽样,分别测定了30羽母鸡,结果支持前面的研究结论:90日龄仔母鸡在Es-1和Es-2区检出多态性酶带(1羽Es-2区域无带);450日龄老母鸡在Es-2均有酶带,但在Es-1区均无酶带(表2)。此外,我们还发现,公鸡血清酯酶的遗传表现不同于母鸡,在各日龄的表现是一致的,没有发现发育阶段性差异。3鸡产蛋期酯酶同工酶谱的变化生物的生长发育具有时序性,因而其基因表达也是按一定的时序展开的。关于酶活力水平随发育阶段的差异已经有了一些试验证据。同时人们对于同工酶谱在不同发育阶段的变异也有了一些初步的认识。因为基因组既与同工酶的变化有关,又与酶活力的变化有关。因此,从各种同工酶谱发育学变化的研究,可以获得有关基因组有价值的信息。由于对底物及效应剂的亲和性的差异,发生于不同发育阶段的同工酶谱的变化可能反映了对代谢途径巧妙而精细的调控作用,由此引起代谢活动的显著改变,导致机体功能发生变化。本研究发现,母鸡酯酶同工酶呈明显的发育遗传学变化规律:1)Es-1基因在性成熟前处于活跃表达状态,性成熟后基因表达则被阻遏;2)Es-2基因在性成熟前后均处于活跃表达。究竟是什么因子调节着酯酶同工酶的表达与活性目前尚不清楚。值得注意的是,母鸡酯酶同工酶谱的改变似与性成熟过程中激素(如雌激素)水平的变化是相关的。众所周知,雌激素有助于卵泡的生长和发育,促进排卵激素的释放。此外,雌激素增加往往伴随着血脂和组织中的脂肪沉积的增加。产蛋母鸡血脂的升高似乎是为产蛋生理活动所必须。其中的一个旁证就是,产蛋鸡血液中的总脂约为非产蛋鸡的2倍。直接受激素作用影响的脂类分解的酶显然是甘油三酯脂肪酶(又称激素敏感脂肪酶),这种激素的作用是由cAMP所媒介的。可能是由于某个调控因子的藕联作用,使得Es-1基因在产蛋期被阻遏,从而导致相应的多肽链(同工酶)消失。从以上结果,我们得到如下3点启示:1)产蛋母鸡关闭Es-1座位基因的表达可能为母鸡正常产蛋生理活动所必须的,以维持产蛋期所需较高的血脂水平。因此,我们认为以往报道“由等位基因Es-1o遗传决定Es-1区无活性“O型”之说实际上是不成立的。2)Es-2+(基因的表达(产物)则可能为生命活动全期所必须,因而在早、中、晚3个生长发育阶段均活跃转录和翻译,不断产生相应的酶。因此,Es-2-可能属于隐性有害突变基因,因为该座位隐性纯合母鸡在产蛋期Es-1和Es-2基因座位均不编码酯酶多肽链,因而其酯酶代谢可能产生障碍。3)上述的母鸡血清酯酶多态性的发育遗传学差异可能普遍存在于各类鸡(或禽)群体