陶 林,潘林香,王金文,賀小云,王鳳艷,狄 冉,儲(chǔ)明星*
(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部動(dòng)物遺傳育種與繁殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100193;2.濟(jì)南市萊蕪嬴泰農(nóng)牧科技有限公司,山東濟(jì)南 271114;3.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所,山東濟(jì)南 250100)
骨形態(tài)發(fā)生蛋白受體1B(Bone Morphogenetic Protein Receptor 1B,BMPR1B)基因是影響綿羊繁殖力的主效基因,其發(fā)生A746G突變稱為FecB突變。目前發(fā)現(xiàn)該突變位點(diǎn)存在BB(GG)、B+(AG)和++(AA)3種基因型。該突變能提高綿羊的排卵數(shù)和產(chǎn)羔數(shù),降低卵泡直徑。在小尾寒羊中,排卵數(shù)為BB型(3.06枚)>B+型(2.29枚)>++型(1.06枚);產(chǎn)羔數(shù)為BB型(2.46羔)>B+型(2.21羔)>++型(1.78羔);排卵前卵泡直徑為BB型(4.20 mm)<B+型(5.32 mm)<++型(7.56 mm)[1-2]。FecB突變?cè)谖覈?guó)小尾寒羊、湖羊、灘羊、洼地綿羊和魯西黑頭羊等品種中均存在,為培育我國(guó)高繁殖力肉羊新品種提供了寶貴素材[3]。魯中肉羊是以湖羊?yàn)槟副尽最^杜泊羊?yàn)楦副?,歷經(jīng)多年培育而成的多羔肉用綿羊新品種,其培育過(guò)程就運(yùn)用了FecB分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)[4]。管峰等[5]研究發(fā)現(xiàn)FecB基因?qū)d羊羔羊的生長(zhǎng)發(fā)育具有加性效應(yīng),而楊宇澤等[6]在小尾寒羊上的研究并未有力支持這一結(jié)論。崔緒奎等[7]對(duì)杜寒雜交羔羊的研究表明,B+型初生母羔的體尺體重和3月齡斷奶母羔的體重均極顯著低于++型。目前未見(jiàn)FecB基因?qū)︳斨腥庋虍a(chǎn)羔數(shù)和早期生長(zhǎng)發(fā)育性狀影響的報(bào)道。因此,本研究在對(duì)2 296只魯中肉羊進(jìn)行FecB分型的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究FecB基因?qū)︳斨腥庋虍a(chǎn)羔數(shù)和早期生長(zhǎng)發(fā)育的影響,以期評(píng)價(jià)FecB突變?cè)隰斨腥庋蚺嘤^(guò)程中的效果。
1.1 樣品及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 本實(shí)驗(yàn)在2018—2019年對(duì)2 295只魯中肉羊進(jìn)行血液采集,每只10 mL。血樣用EDTA抗凝管-20℃凍存。根據(jù)萊蕪市嬴泰有機(jī)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司2016—2018年的生產(chǎn)記錄,初步整理后得到663條產(chǎn)羔記錄和948條體尺體重記錄(初生羔羊865條,3月齡羔羊83條)。體尺包括體長(zhǎng)、體高、胸圍、胸深、胸寬和管?chē)?/p>
1.2FecB基因分型 采用基因組試劑盒提取血液DNA,質(zhì)檢合格后,利用本實(shí)驗(yàn)室之前建立的TaqMan探針高通量檢測(cè)方法進(jìn)行FecB基因分型。具體方法、主要儀器和試劑見(jiàn)劉秋月等[3]。
1.3 統(tǒng)計(jì)分析 影響母羊產(chǎn)羔數(shù)的因素考慮FecB基因型和胎次。羔羊體尺體重的影響因素考慮FecB基因型、母羊同胎產(chǎn)羔數(shù)和產(chǎn)羔季節(jié)。按照當(dāng)?shù)貧夂?,產(chǎn)羔季節(jié)劃分原則是春季:3月、4月、5月;夏季:6月、7月、8月;秋季:9月、10月、11月;冬季:1月、2月、12月。
利用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。產(chǎn)羔數(shù)統(tǒng)計(jì)的廣義線性模型為yijk=μ+Gi+Pj+eijk,其中yijk為觀察值,μ為群體均值,Gi為FecB基因型效應(yīng),Pj為胎次效應(yīng),eijk為隨機(jī)誤差效應(yīng)。初生羔羊和3月齡羔羊體尺體重統(tǒng)計(jì)采用的一般線性模型分別為yijkl=μ+Gi+Sj+Lk+eijkl和yijk=μ+Gi+Sj+eijk,其中yijkl和yijk為觀察值,μ為群體均值,Gi為FecB基因型效應(yīng),Sj為產(chǎn)羔季節(jié)效應(yīng),Lk為同胎產(chǎn)羔數(shù)效應(yīng),eijkl和eijk為隨機(jī)誤差效應(yīng)。多重比較采用Duncan's法。Hardy-Weinberg平衡采用卡方適合性檢驗(yàn)。
2.1FecB基因多態(tài)性分析 由表1可知,魯中肉羊群體中存在AA(++)、AG(B+)和GG(BB)3種FecB基因型,其中B+為優(yōu)勢(shì)基因型。群體遺傳學(xué)分析發(fā)現(xiàn),該位點(diǎn)屬于中度多態(tài)性(0.25<多態(tài)信息含量<0.5),雜合度較高??ǚ竭m合性檢驗(yàn)表明,該位點(diǎn)由Hardy-Weinberg不平衡狀態(tài)(P<0.05)向平衡狀態(tài)(P>0.05)轉(zhuǎn)變。隨著選育的推進(jìn),G等位基因頻率、GG基因型頻率、多態(tài)信息含量、雜合度和有效等位基因數(shù)均有所提高。
2.2FecB基因型與魯中肉羊產(chǎn)羔數(shù)的關(guān)系 由表2可知,各胎次產(chǎn)羔數(shù)均存在BB>B+>++的規(guī)律,且3種基因型的平均產(chǎn)羔數(shù)存在極顯著差異。與++型相比,B+型平均每胎多產(chǎn)0.86羔,BB型平均每胎多產(chǎn)1.44羔。
2.3FecB基因型與魯中肉羊初生和3月齡體尺體重的關(guān)系 由表3可知,母羊同胎產(chǎn)羔數(shù)對(duì)初生羔羊(公羔和母羔)的體重和各項(xiàng)體尺指標(biāo)(體高、體長(zhǎng)、胸圍、胸寬、胸深和管?chē)┐嬖跇O顯著影響;產(chǎn)羔季節(jié)極顯著影響初生母羔的體尺性狀和初生公羔的胸寬和管?chē)⒁约?月齡母羔的體重和胸寬,顯著影響初生母羔的體重和初生公羔的胸深。
FecB基因型對(duì)魯中肉羊初生羔羊和3月齡母羔體尺體重的影響如表4所示,BB型初生羔羊體重極顯著低于++型;BB型初生公羔的體高、胸圍、胸寬、胸深和初生母羔的胸深顯著低于++型;BB型初生母羔管?chē)@著低于++型和B+型;相對(duì)于++型,BB型初生公羔體長(zhǎng)極顯著降低,B+型顯著降低;3月齡B+型母羔的管?chē)@著低于++型。
綿羊產(chǎn)羔數(shù)是一個(gè)非常復(fù)雜的性狀,受到多方面因素影響。排卵數(shù)是其中一個(gè)非常重要的影響因素,而通過(guò)提高排卵數(shù)正是FecB突變影響綿羊產(chǎn)羔數(shù)的機(jī)制所在。作為目前發(fā)現(xiàn)影響綿羊產(chǎn)羔數(shù)最重要的主效基因,F(xiàn)ecB分子標(biāo)記已經(jīng)在中國(guó)美利奴羊、南非肉用美利奴羊、魯西黑頭羊、多胎薩??搜蛐缕废?、灘羊多胎品系和哈薩克羊多胎類型的育種實(shí)踐中得到了成功應(yīng)用[8-12]。本研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)ecB突變?cè)谔岣唪斨腥庋虍a(chǎn)羔數(shù)上的效果顯著。這也證實(shí)了通過(guò)導(dǎo)入FecB突變培育我國(guó)高繁殖力肉羊新品種品系是可行的。目前,魯中肉羊群體中G等位基因頻率和GG基因型頻率雖有所提高,但仍較低。今后不僅要注重種母羊的FecB基因型,更應(yīng)重視GG型種公羊的選育,以期充分利用G等位基因。
表1 魯中肉羊FecB基因位點(diǎn)群體遺傳學(xué)分析
表2 魯中肉羊FecB基因型與產(chǎn)羔數(shù)的關(guān)系
表3 影響魯中肉羊體尺體重的因素分析
表4 FecB基因型對(duì)魯中肉羊體尺體重的影響
關(guān)于不同F(xiàn)ecB基因型對(duì)綿羊生長(zhǎng)發(fā)育影響的研究結(jié)果并不一致。研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)ecB突變提高了3月齡中國(guó)美利奴羊的體重、胸圍和胸寬[5]。Oraon等[13]研究發(fā)現(xiàn)BB型Chhotanagpuri綿羊52周齡體重極顯著高于++型和B+型。而在Garole×Malpura雜交羊中,F(xiàn)ecB突變顯著降低了能繁母羊的體重、胸圍、體高和水平體長(zhǎng)[14]。大多數(shù)現(xiàn)有研究表明,F(xiàn)ecB突變對(duì)羔羊的初生重和生長(zhǎng)發(fā)育具有不利影響[15]。本研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)ecB突變極顯著降低了初生羔羊體重,對(duì)初生公羔體尺的不利影響較初生母羔嚴(yán)重,對(duì)3月齡母羔體尺體重基本無(wú)顯著影響。這提示隨著羊只年齡的增加,F(xiàn)ecB突變的作用可能逐漸減弱。另一方面,加強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)水平和優(yōu)化飼養(yǎng)環(huán)境或是削弱FecB突變對(duì)羔羊生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生不利影響的有效途徑。本實(shí)驗(yàn)的不足之處在于3月齡羔羊的樣本量較小,且缺少其他階段的數(shù)據(jù),還需擴(kuò)大群體進(jìn)一步驗(yàn)證。
雖然有研究表明FecB突變對(duì)綿羊的早期生長(zhǎng)發(fā)育存在不利影響,但FecB突變?nèi)允桥嘤叻敝沉d羊新品種不可多得的分子標(biāo)記。小尾寒羊作為FecB突變的優(yōu)秀載體[16-17],在魯西黑頭羊的育種工作中具有不可替代的地位。湖羊也是我國(guó)綿羊品種中FecB突變的重要載體[17-18],魯中肉羊的育種實(shí)踐正是利用了這一關(guān)鍵點(diǎn)[19]。因此,攜帶FecB突變的綿羊是寶貴的育種素材,充分保護(hù)和利用國(guó)內(nèi)FecB突變品種品系對(duì)培育我國(guó)肉羊新品種和促進(jìn)我國(guó)肉羊產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。
本實(shí)驗(yàn)中,F(xiàn)ecB突變極顯著提高了魯中肉羊的產(chǎn)羔數(shù),但對(duì)初生羔羊(尤其是公羔)的早期生長(zhǎng)發(fā)育具有一定負(fù)面影響??傮w考慮,F(xiàn)ecB突變?cè)谝蕴岣叻敝沉橹饕繕?biāo)的魯中肉羊選育過(guò)程中的應(yīng)用效果較為理想。