白 云 ,黨李蘋 ,陳 航 ,王 斌 ,王哲鵬 *
(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院,陜西楊凌 712100;2.略陽縣畜牧獸醫(yī)總站,陜西略陽 724300)
黃羽肉雞的外貌特征對其市場銷售具有重要影響,如三黃(黃羽、黃喙和黃脛)特征通常給消費(fèi)者傳遞“土雞”、“味道鮮美”、“營養(yǎng)價(jià)值高”等信息,成為消費(fèi)者選購的重要標(biāo)準(zhǔn)之一[1-2]。但在黃羽肉雞的選育中總有部分個(gè)體脛色發(fā)青,給黃羽肉雞的銷售帶來不利影響。
雞的青脛表型是由真皮沉積黑色素引起,受真皮黑色素抑制基因(Id)的調(diào)控[3]。Id 位點(diǎn)曾被定位到Z染色體上,攜帶顯性等位基因(Id)的個(gè)體將表型為白脛或黃脛,而攜帶隱性等位基因(id+)的個(gè)體將表現(xiàn)為青脛[3-4]。Dorshorst等[3]基于關(guān)聯(lián)定位結(jié)果提出,B4GALT1(β-1,4-Galactosyltransferase 1,β-1,4-半 乳糖轉(zhuǎn)移酶1)可能是對應(yīng)于Id位點(diǎn)的候選基因,但因果突變尚未被克隆。除了Id位點(diǎn)外,一些調(diào)控皮膚顏色的基因也可能對青脛的外顯產(chǎn)生干擾,如雞的黃皮膚基因BCDO2(β-Carotene Dioxygenase 2,β-胡蘿卜素雙加氧脫氫酶)[5]。BCDO2是一個(gè)可將有色的類胡蘿卜素分解為無色的脫輔基類胡蘿卜素的酶。當(dāng)BCDO2基因突變時(shí)會抑制類胡蘿卜素分解,引起黃皮膚表型[5]。如果選育的黃羽肉雞也攜帶BCDO2基因,則青脛表型的外顯率極有可能受飼料中核黃素、葉黃素等天然色素的干擾,給選育提純增大難度。
本研究旨在分析日齡、飼料、藥物等非遺傳因素對黃羽雞青脛表型外顯率的影響,檢測Id位點(diǎn)和BCDO2基因在金陵黃雞群體中的分布情況及與青脛表型的關(guān)聯(lián)性,為黃羽肉雞青脛選淘方法的建立提供理論參考。
1.1 實(shí)驗(yàn)動物及分組 本研究以廣西金陵農(nóng)牧集團(tuán)有限公司黃羽肉雞配套系E系花雞為研究對象,選取來自同一批次出雛的1 950只祖代雞,隨機(jī)分為全價(jià)料組、自配料組和藥物組,經(jīng)21 d飼養(yǎng)并去除死淘樣本后,其中全價(jià)料組629只、自配料組638只、藥物組632只。全價(jià)料組全期飼喂正大公司肉仔雞全價(jià)配合飼料(表1);自配料組全期飼喂金陵公司自配料(表1);藥物組飼喂企業(yè)自配料,并在飲水中添加1 g/kg氟爾康(氟苯尼考)全期給雞飼喂,其他飼養(yǎng)條件與全價(jià)料和自配料組保持一致。飼養(yǎng)周期為45 d,在21日齡和45日齡由同一名觀察人員記錄雛雞脛色。試驗(yàn)動物均在同一棟雞舍飼養(yǎng)。
表1 日糧組成及營養(yǎng)成分(風(fēng)干基礎(chǔ))
1.2 血樣采集與DNA提取 首先在同一黃羽肉雞群體內(nèi),采集30只青脛和26只黃脛雞血樣。羅曼雞和尼克雞是已知的膚色與脛色被選育固定為黃皮膚的商業(yè)蛋雞品種,而略陽烏雞是青脛性狀被固定的一個(gè)地方品種。因此,本試驗(yàn)采集40只羅曼雞和15只尼克雞血樣作為黃脛陽性對照,采集15只略陽烏雞血樣作為青脛陽性對照。翅下靜脈采血,ACD抗凝(ACD:血液=1:4)。ACD配方為0.48 g 檸檬酸、1.32 g 檸檬酸三鈉、1.47 g葡萄糖,用雙蒸水溶解后定容至100 mL。
基因組DNA用全血基因組提取試劑盒(TaKaRa)按說明提取。所得DNA用TE緩沖液溶解,用0.8%瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA質(zhì)量,用NanoDrop2000(Thermo)測定DNA濃度并將濃度調(diào)至50 ng/μL,4℃儲存?zhèn)溆谩?/p>
1.3 BCDO2基因和Id位點(diǎn)序列變異檢測 本研究主要對BCDO2基因C位點(diǎn)(BCDO2-SNP)的基因型[5]、Id位點(diǎn)的rs14686603(Id-SNP)及位于B4GALT1 3'UTR的1個(gè)SNP(B4G-SNP)[3]進(jìn)行檢測(表2)。
SNP基因型用PCR-RFLP檢測,部分結(jié)果用Sanger測序進(jìn)行驗(yàn)證。PCR-RFLP檢測所用引物和內(nèi)切酶信息見表2。PCR擴(kuò)增條件:94℃變性4 min,(94℃變性30 s,60℃退火25 s,72℃延伸25 s)×34循環(huán),72℃延伸5 min。酶切體系:內(nèi)切酶0.5 μL(5 U),Buffer 1 μL,PCR 產(chǎn)物 2 μL,ddH2O 補(bǔ)齊至 10 μL。在37℃下用PCR儀孵育2 h,取6 μL酶切產(chǎn)物與2 μL上樣緩沖液混合,用2.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測酶切產(chǎn)物,電壓90 V進(jìn)行電泳45 min。電泳結(jié)束后用EB染色,用凝膠成像系統(tǒng)拍照記錄酶切結(jié)果。
1.4 統(tǒng)計(jì)分析 日齡、飼料、藥物及候選基因序列變異與脛色的關(guān)聯(lián)性均用SAS 9.2進(jìn)行卡方檢驗(yàn)分析,顯著水平為P<0.05。
2.1 日齡、飼料和藥物對黃羽肉雞青脛外顯率的影響如表3所示,隨著日齡增長,全價(jià)料組和自配料組黃羽肉雞的青脛比例均顯著降低(P<0.05),但藥物組變化不顯著(P>0.05)。在相同日齡下,不同飼料和藥物添加對青脛外顯率均有顯著影響(P<0.05);21日齡時(shí)藥物組青脛比例最低,45日齡時(shí)全價(jià)料組青脛比例最低,其次是自配料組。因?yàn)槿珒r(jià)料、藥物和自配料組青脛比例在21日齡和45日齡的分布模式并不相同,因此這些結(jié)果也表明飼料、藥物和日齡對黃羽肉雞青脛外顯率的影響存在明顯的互作效應(yīng)。
表2 BCDO2及Id位點(diǎn)內(nèi)SNP信息
2.2 BCDO2和Id位點(diǎn)序列變異與青脛表型的關(guān)聯(lián)性分析 本研究用 PCR-RFLP檢測 BCDO2_SNP、Id_SNP和B4G_SNP的基因型,獲得預(yù)期大小的PCR和酶切產(chǎn)物,經(jīng)測序驗(yàn)證PCR-RFLP分型結(jié)果與測序結(jié)果一致(圖1)。
BCDO2_SNP和Id_SNP位點(diǎn)的3種基因型在各群體中的分布無顯著差異;B4G_SNP的AA型在帶有青脛表型的黃羽肉雞和略陽烏雞中以較高的頻率出現(xiàn),而在帶有黃脛表型的尼克和羅曼雞中并未發(fā)現(xiàn)(表4)。在黃羽肉雞品種內(nèi),本研究并未檢測到AA與青脛表型顯著關(guān)聯(lián)(P>0.05)。
雞青脛表型通常被認(rèn)定為一個(gè)由單基因Id控制的質(zhì)量性狀[3],但本研究在黃羽肉雞中發(fā)現(xiàn)青脛表型不僅受非遺傳因素影響,而且個(gè)體青脛外顯程度表現(xiàn)出連續(xù)變異性,因此更符合數(shù)量性狀遺傳特點(diǎn)。
本研究表明,隨著日齡增長,青脛的比例在全價(jià)料組和自配料組均顯著降低,特別是全價(jià)料組使用了更多含有核黃素、葉黃素等天然色素的玉米性原料,青脛比例隨著日齡以更大幅度在減少。本研究證明了日齡、飼料和藥物等非遺傳因素對青脛外顯率的影響,并發(fā)現(xiàn)黃皮膚基因BCDO2在黃羽肉雞群體中高頻出現(xiàn)。這為非遺傳因素參加與青脛的調(diào)控奠定分子基礎(chǔ),即飼料中的類胡蘿卜素會因?yàn)锽CDO2基因的存在而在皮膚中大量沉積,影響青脛外顯率。
表3 日齡、飼料和藥物對黃羽肉雞青脛外顯率的影響
表4 BCDO2、Id及B4GALT1分型結(jié)果及基因型分布情況
在試驗(yàn)早期,青脛比例最低的是藥物組,但在試驗(yàn)后期藥物組的青脛比例并未像飼料組那樣隨著日齡增長逐漸降低。氟苯尼考是當(dāng)今家禽養(yǎng)殖中廣泛使用的一種廣譜類抗生素,但迄今為止它與類胡蘿卜素有怎樣的直接互作關(guān)系并不清楚。但氟苯尼考可能通過以下2種間接途徑影響類胡蘿卜素沉積,進(jìn)而影響雞的膚色:第一,預(yù)防性地使用氟苯尼考可以提高家禽抗病力,促進(jìn)類胡蘿卜素沉積。雞感染球蟲會抑制類胡蘿卜素在皮膚中沉積,而在飼料中添加鹽霉素能明顯緩解這種抑制作用,提高血清類胡蘿卜素水平,改善脛部著色[6]。第二,氟苯尼考可能通過影響雞腸道微生物群系結(jié)構(gòu),影響類胡蘿卜素的代謝。長期使用抗生素不僅改變雞腸道微生物菌群結(jié)構(gòu),而且還會對免疫力產(chǎn)生長遠(yuǎn)影響[7]。而腸道微生物在維生素的合成代謝方面發(fā)揮著重要作用,如B族維生素主要由腸道微生物合成,供宿主利用[8]。β-類胡蘿卜素作為維生素A前體,它的合成、代謝、吸收很可能受腸道微生物的影響?;谝陨涎芯炕A(chǔ),本研究推測在21日齡以前,藥物組個(gè)體預(yù)防性地使用氟苯尼考導(dǎo)致抗病力增強(qiáng),類胡蘿卜素沉積效率提高,因此青脛比例比飼料組低,但隨著用藥時(shí)間延長,雛雞的腸道菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯改變,對類胡蘿卜素沉積可能產(chǎn)生負(fù)面影響,造成藥物組在試驗(yàn)后期的青脛比例未持續(xù)降低。
Dorshorst等[3]發(fā)現(xiàn)Id_SNP與雞青脛表型顯著關(guān)聯(lián)。但本研究在黃羽肉雞群體內(nèi)不論是對Id_SNP,還是對候選基因B4GALT1內(nèi)的B4G_SNP均未檢測到這種關(guān)聯(lián)性。由于青脛表型的因果突變尚未被克隆,Id_SNP只是一個(gè)與性狀關(guān)聯(lián)的分子標(biāo)記。本研究推測,在黃羽肉雞傳代過程中,由于Id_SNP與因果突變間多次重組,這種關(guān)聯(lián)性可能消失;此外非遺傳因素可能對青脛表型的鑒定產(chǎn)生干擾,在關(guān)聯(lián)分析時(shí)引起誤差。盡管如此,這些結(jié)果并不能排除黃羽肉雞青脛表型具有遺傳基礎(chǔ)的可能性。本研究認(rèn)為,黃羽肉雞的青脛表型也是由基因突變引起,之所以呈現(xiàn)出數(shù)量性狀的特征可能與修飾基因、環(huán)境間的互作有關(guān)。如果上述推測成立,則解決黃羽肉雞青脛問題的根本在于淘汰青脛基因。B4G_SNP的AA基因型只在帶有青脛表型的品種中出現(xiàn)。如果A等位基因確實(shí)與青脛基因緊密連鎖,在黃羽肉雞中未檢測到關(guān)聯(lián)是因?yàn)榉沁z傳因素干擾,在今后的選育工作中應(yīng)該控制環(huán)境因素,分別統(tǒng)計(jì)AA型母雞的后代青脛比例是否顯著高于GG型。這不僅有助于澄清上述推測,而且將為B4G_SNP是否可用于黃羽肉雞青脛表型的選淘提供重要依據(jù)。
本研究證實(shí)了黃羽肉雞青脛表型受日齡、營養(yǎng)、藥物等非遺傳因素的影響。因黃羽肉雞群體中存在黃皮膚基因,因此非遺傳因素的作用可能通過類胡蘿卜素途徑實(shí)現(xiàn)。在當(dāng)前青脛表型遺傳基礎(chǔ)仍不清楚的前提下,通過營養(yǎng)調(diào)控(如在飼料中添加天然色素或加大黃玉米用量)是解決黃羽肉雞青脛問題最直接有效的措施。