張志遠 呂鑫瑩 趙家悅 王哲鵬

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 動物科技學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

雞開產(chǎn)日齡是一個與繁殖和生長性能均有密切聯(lián)系的指標。預(yù)估開產(chǎn)日齡的遺傳參數(shù)，分析卵泡發(fā)育調(diào)控基因遺傳變異與開產(chǎn)日齡的關(guān)系，對揭示開產(chǎn)日齡的遺傳決定性及性狀間的遺傳關(guān)系，篩選潛在的功能突變，建立適宜育種方案提高地方雞產(chǎn)蛋性能具有重要意義。

開產(chǎn)日齡(性成熟時間)與產(chǎn)蛋數(shù)存在負相關(guān)，即開產(chǎn)越早，產(chǎn)蛋數(shù)越多。但是，如果在體重不達標的情況下提早開產(chǎn)，將對后期產(chǎn)蛋耐力產(chǎn)生極為不利的影響。為了定量評估遺傳效應(yīng)對雞開產(chǎn)日齡的決定性，探索開產(chǎn)日齡與產(chǎn)蛋數(shù)的遺傳關(guān)系，前人對開產(chǎn)日齡的遺傳參數(shù)進行了深入研究。Dana等在埃塞俄比亞地方雞中估計的開產(chǎn)日齡遺傳力最低，為0.06。Savegnago等在白來航雞中估計的結(jié)果最高，為0.54。此外，研究人員對伊朗、坦桑尼亞、泰國、韓國、巴西地方雞和洛島紅、洛克等培育品種的開產(chǎn)日齡遺傳力進行估計，不同品種遺傳力估計結(jié)果差異較大，平均值為(0.3±0.1)。為闡明開產(chǎn)日齡與產(chǎn)蛋數(shù)的關(guān)系，為產(chǎn)蛋數(shù)間接選擇提供依據(jù)，研究人員也對二者的遺傳關(guān)系進行深入研究。Kamali等在伊朗地方雞中得出開產(chǎn)日齡與開產(chǎn)后12周內(nèi)產(chǎn)蛋數(shù)的遺傳相關(guān)為-0.85，而Niknafs等在伊朗馬贊達蘭地方雞中對同時期產(chǎn)蛋數(shù)與開產(chǎn)日齡的遺傳相關(guān)系數(shù)估計后，發(fā)現(xiàn)二者的遺傳相關(guān)系數(shù)僅為-0.41。開產(chǎn)日齡與產(chǎn)蛋數(shù)的遺傳關(guān)系不僅在不同品種中得出的結(jié)果各不相同，而且在同一品種內(nèi)二者的遺傳關(guān)系也會隨產(chǎn)蛋期的長短呈現(xiàn)較大的變異。這些結(jié)果表明不同品種開產(chǎn)日齡遺傳基礎(chǔ)存在較大差異，遺傳參數(shù)難以跨品種應(yīng)用。

略陽烏雞是產(chǎn)自陜西省略陽縣的地方雞，該品種具有體型大、蛋肉品質(zhì)好、營養(yǎng)豐富，對放養(yǎng)適應(yīng)性強等優(yōu)點，但也存在產(chǎn)蛋性能差的不足。略陽烏雞平均開產(chǎn)日齡為147 d，開產(chǎn)到40周齡產(chǎn)蛋數(shù)為(54.7±20.4)枚，其產(chǎn)蛋性能遠遠低于商業(yè)蛋雞品種。略陽烏雞在產(chǎn)蛋性能方面的不足增大了雞蛋和雞苗的生產(chǎn)成本，使烏雞產(chǎn)品難以以較低的價格走向市場，對烏雞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成了極為不利的影響。因此，估計略陽烏雞品種特異性遺傳參數(shù)對略陽烏雞開產(chǎn)日齡選育具有必要性。

促卵泡素受體(FSHR)是介導(dǎo)FSH信號的受體，在調(diào)節(jié)卵泡招募、卵泡選擇和層級卵泡發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用。研究表明，

FSHR

基因序列變異與雞開產(chǎn)日齡顯著關(guān)聯(lián)，是影響家禽開產(chǎn)日齡的一個重要候選基因。在估計開產(chǎn)日齡遺傳參數(shù)的基礎(chǔ)上，本研究進一步選取

FSHR

基因為對象，分析

FSHR

基因與略陽烏雞開產(chǎn)日齡的關(guān)聯(lián)性。本研究測定略陽烏雞開產(chǎn)日齡、開產(chǎn)到30、40和56周齡產(chǎn)蛋數(shù)，分析

FSHR

基因內(nèi)3個錯義突變與略陽烏雞開產(chǎn)日齡的關(guān)聯(lián)性，旨在定量評估遺傳效應(yīng)對開產(chǎn)日齡的決定性及開產(chǎn)日齡與各時期產(chǎn)蛋數(shù)間的遺傳關(guān)系，篩選與開產(chǎn)日齡存在顯著關(guān)聯(lián)性的分子標記，為略陽烏雞開產(chǎn)日齡育種方案的制定和分子輔助育種方法的建立奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 略陽烏雞的養(yǎng)殖和表型數(shù)據(jù)采集

略陽烏雞作為一個地方品種，未受系統(tǒng)選育。該品種維持了較大的表型變異性和遺傳多態(tài)性，是開展經(jīng)濟性狀QTL定位的理想群體。本研究所用樣本為略陽烏雞蛋用系二世代675只母雞。這些雞來自46個半同胞家系，295個全同胞家系，為同一批次孵化，在同一棟雞舍飼養(yǎng)。在56日齡前采用籠養(yǎng)育雛，1～21日齡養(yǎng)殖密度為40只/m，21～56日齡養(yǎng)殖密度為30只/m。育雛溫度和光照按標準育雛程序執(zhí)行。57日齡轉(zhuǎn)入產(chǎn)蛋雞舍，單籠飼養(yǎng)。開產(chǎn)前采用自然光照，開產(chǎn)后逐步將光照時間延長至16 h，光照強度為20 Lux。全期采用商業(yè)全價蛋用雛雞料、青年雞濃縮料和產(chǎn)蛋雞濃縮料(陜西華秦農(nóng)牧有限公司)飼喂，飼養(yǎng)周期為2018年3月7日—2019年4月8日。養(yǎng)殖工作在陜西龍佳農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司完成。

將雞開始產(chǎn)第1枚蛋的時間定義為開產(chǎn)日齡。從17周齡開始，每日記錄每只母雞的開產(chǎn)日齡和產(chǎn)蛋數(shù)，直到56周齡。30周齡和40周齡是略陽烏雞產(chǎn)蛋高峰開始和結(jié)束的兩個重要時機節(jié)點。本研究將開產(chǎn)到30周齡，40周齡和56周齡的產(chǎn)蛋數(shù)定義為3個數(shù)量性狀，分析開產(chǎn)日齡與不同時期產(chǎn)蛋數(shù)間的遺傳關(guān)系。以下四分位數(shù)-1.5×四分位距為下限，上四分位數(shù)+1.5×四分位距為上限，刪除開產(chǎn)日齡、30、40和56周齡產(chǎn)蛋數(shù)異常值。

1.2 開產(chǎn)日齡的遺傳力及開產(chǎn)日齡與產(chǎn)蛋數(shù)間遺傳相關(guān)估計方法

本研究對675只略陽烏雞母雞開產(chǎn)日齡及開產(chǎn)日齡與不同階段產(chǎn)蛋數(shù)的遺傳相關(guān)進行了估計。開產(chǎn)日齡的遺傳力用單變量動物模型

y

=

b

+

a

+

e

進行估計，

y

為開產(chǎn)日齡測定值向量，

X

為性別效應(yīng)相關(guān)設(shè)計矩陣，

Z

為育種值效應(yīng)設(shè)計矩陣，

b

、

a

、

e

分別為性別、育種值和殘差效應(yīng)向量。開產(chǎn)日齡與各階段產(chǎn)蛋數(shù)性狀間的遺傳相關(guān)用雙變量動物模型進行估計，

y

為性狀1和性狀2的表型值向量，

X

為固定效應(yīng)設(shè)計矩陣，

Z

為育種值效應(yīng)設(shè)計矩陣，

b

、

a

和

e

分別為性狀1和性狀2的平均值、育種值和殘差向量(

i

=1,2)，運算過程均由R語言MCMCglmm包完成。采用逆伽瑪分布指定育種值和殘差項方差先驗分布。在單變量模型中逆伽馬分布的參數(shù)為V=1，nu=0.002。在雙變量模型中，逆伽馬分布的參數(shù)為貝葉斯算法迭代次數(shù)為130 000，舍棄前30 000次迭代結(jié)果，每100次抽取一個參數(shù)估計值，獲得各參數(shù)后驗分布。使用posterior.mode命令求得遺傳力和遺傳相關(guān)系數(shù)后驗分布眾數(shù)，用HPDinterval命令求得遺傳力和遺傳相關(guān)系數(shù)的95 %置信區(qū)間。使用Performance Analytics包的chart.Correlation命令計算各性狀間的表型相關(guān)系數(shù)。

1.3 FSHR基因內(nèi)3個錯義突變基因型檢測方法

在前期研究中，本研究用RNA-seq技術(shù)檢測了40周齡略陽烏雞層級前卵泡轉(zhuǎn)錄組(數(shù)據(jù)未發(fā)表)。本研究在

FSHR

基因中發(fā)現(xiàn)3個錯義突變(表1)，這些突變在略陽烏雞中處于分離狀態(tài)。本研究將分析3個錯義突變與略陽烏雞開產(chǎn)日齡的關(guān)聯(lián)性。

翅靜脈采血0.5 mL，用ACD抗凝(血液∶ACD=3∶1)后，置于-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。ACD抗凝劑的配方為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。取20 μL抗凝血，用FlexGen Blood DNA試劑盒(北京康為世紀生物科技有限公司)按試劑盒說明提取基因組DNA。

用Sequenom MassARRAY平臺檢測3個錯義突變的基因型，檢測樣本為675只二世代母雞。多重PCR反應(yīng)在384孔PCR板中進行，反應(yīng)體系由10 ng基因組DNA，0.5 μmol/L正鏈引物和0.5 μmol/L反鏈引物，8 mmol/L MgCl，2.5 mmol/L dNTP，1 U熱啟動酶(NEB)，0.625 μL10×PCR緩沖液和1.75 μL ddHO組成。PCR引物和單堿基延伸反應(yīng)引物用Sequenom Assay Designer 3.1軟件設(shè)計，引物序列見表1。PCR反應(yīng)條件為94 ℃變性5 min，(94 ℃變性20 s，56 ℃退火30 s，72 ℃延伸60 s)×45個循環(huán)，72 ℃延伸3 min。用蝦堿性磷酸酶(SAP；NEB)對PCR產(chǎn)物進行去磷酸化處理。反應(yīng)體系為0.3 μL (1.7 U/μL) SAP，0.17 μL 10×SAP緩沖液，1.53 μL ddHO和5 μL PCR產(chǎn)物。去磷酸化反應(yīng)條件為37 ℃ 40 min，85 ℃ 5 min。對SAP去磷酸化產(chǎn)物執(zhí)行iPLEX單堿基延伸反應(yīng)，檢測錯義突變基因型，iPLEX單堿基延伸引物序列見表1。iPLEX單堿基延伸反應(yīng)體系由0.2 μL 10×iPLEX buffer, 0.2 μL iPLEX終止子, 0.041 μL iPLEX酶，0.755 μL HO和0.8 μL延伸引物。反應(yīng)條件為94 ℃變性30 s，(94 ℃變性5 s，(52 ℃退火5 s，80 ℃延伸5 s)×5個循環(huán))×40個循環(huán)，72 ℃延伸3 min。延伸反應(yīng)產(chǎn)物用nano-dispenser (Sequenom)點在SpectroCHIP II上，用SpectroAcquire采集數(shù)據(jù)，用MassArray Typer 4.0軟件獲取基因分型結(jié)果。Sequenom MassARRAY實驗由北京康普森生物技術(shù)有限公司完成。

表1 基因錯義突變信息和基因型檢測所用引物
Table 1 gene non-synonymous mutations information and the primers used in genotyping

變異名稱①Variation namedbSNP登陸號dbSNP number錯義突變Non-synonymousmutations位置LocationMassARRAY引物(5'-3')②Primers of MassARRAY (5'-3')g.8066842C>Trs14317609Thr46IleExon 1ACGTTGGATGACAGTTCTGTGGCATTGGTGACGTTGGATGGTGAAGGCAGGATATTCATCtCGGGGCAGCTGGACCACCTTGg.8124699A>Grs312312510Lys151ArgExon 5ACGTTGGATGGCAAGACATTCATAAGGAGCACGTTGGATGGCCTTAGCTTTTTACCCGTCcAAACTTTCTGGAAGGAGTGCACCg.8142094T>Crs13504817Met335ThrExon 10ACGTTGGATGAGGAAACACAGACGATCTGCACGTTGGATGTCAAATTCGTTCTCCGCAGGATTATATTTCCCATTATGGCA

注：①變異物理位置根據(jù)UCSC數(shù)據(jù)庫公布的Galgal 6.0版雞參考基因給出。②錯義突變的基因型用3條引物檢測，前2條引物為PCR用引物，第3條引物為單堿基延伸反應(yīng)用引物。

Note: ① The physical location of the variation is given according to Galgal 6.0 chicken genome assembly in the UCSC database. ② Three primers were used to genotype three non-synonymous variants, of which the first two were used for PCR and the third for single base extension reaction.

1.4 FSHR基因內(nèi)3個錯義突變與開產(chǎn)日齡的關(guān)聯(lián)性檢驗方法

用單變量線性混合模型

y

=

μ

+

G

β

+

b

分析錯義突變基因型與開產(chǎn)日齡的關(guān)聯(lián)性，

y

為個體

i

的開產(chǎn)日齡，

μ

為群體均值，

G

為個體

i

的基因型，

β

為等位基因的加性遺傳效應(yīng)，

b

為隨機效應(yīng)，是方差組分參數(shù)，V是一個675×675的親緣關(guān)系矩陣。單變量線性混合模型計算過程用R語言的GMMAT包完成。當

P

<0.05時表示差異顯著。

1.5 FSHR基因錯義突變保守性分析方法

從Ensembl數(shù)據(jù)庫(http:∥asia.ensembl.org/)下載雞(ENSGALG00000009100)、火雞(ENSMGAG00000005711)、鴨(ENSAPLG00000003689)、鹟(ENSFALG00000011021)、斑胸草雀(ENSTGUG00000005697)、人(ENSG00000170820)、豬(ENSSSCG00055018995)、小鼠(ENSMUSG00000032937)、大鼠(ENSRNOG00000016783)、牛(ENSBTAG00000032424)的FSHR蛋白序列，用EMBL-EBI中的Clustal Omega在線多序列比對程序(https:∥www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalo/)分析鳥類與哺乳動物FSHR蛋白的保守性，用Mview顯示分析結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 開產(chǎn)日齡與產(chǎn)蛋數(shù)描述統(tǒng)計

略陽烏雞蛋用系二世代平均開產(chǎn)日齡為(147.5±7.8) d，其中，75%的雞會在151日齡前開產(chǎn)(圖1)。30周齡平均產(chǎn)蛋數(shù)為(28.0±7.6)枚，40周齡平均產(chǎn)蛋數(shù)為(58.6±15.0)枚，56周齡平均產(chǎn)蛋數(shù)為(75.1±20.4)枚(圖1)。略陽烏雞二世代開產(chǎn)時間相對集中，變異系數(shù)為5.4 %，但各階段產(chǎn)蛋數(shù)存在較大群體變異性，變異系數(shù)達25.7%～27.1%。

圖中每個散點代表一個樣本的表型測定結(jié)果，背景箱線圖標出了各性狀的下限(Q1-1.5×(Q3-Q1))、下四分位數(shù)(Q1)、中位數(shù)、上四分位數(shù)(Q3)和上限(Q3+1.5×(Q3-Q1))的位置。 Scattered points represents the phenotypic values of samples. The boxplot shown as background shows the positions of lower inner fence (Q1-1.5×(Q3-Q1)), lower quartile (Q1), median, upper quartile (Q3) and upper inner fence (Q3+1.5×(Q3-Q1)) of each trait.圖1 略陽烏雞開產(chǎn)日齡(a)和產(chǎn)蛋數(shù)分布(b)Fig.1 Distribution of age at the onset of egg laying (a) and egg numbers (b) of Lueyang black-boned chicken

2.2 開產(chǎn)日齡遺傳力及開產(chǎn)日齡與產(chǎn)蛋數(shù)遺傳相關(guān)分析

略陽烏雞開產(chǎn)日齡遺傳力為0.08，表明該性狀受遺傳以外因素影響較大(圖2)。開產(chǎn)日齡與各時間段內(nèi)產(chǎn)蛋數(shù)存在較強的負遺傳相關(guān)性，但受環(huán)境因素影響，表型相關(guān)性較弱，且表型相關(guān)性隨產(chǎn)蛋時間的延長而減小(表2)。各時間段產(chǎn)蛋數(shù)間存在強遺傳和表型相關(guān)性(表2)。

圖中曲線描繪了1 000個后驗遺傳力概率分布，圖上數(shù)字為開產(chǎn)日齡后驗遺傳力眾數(shù)，括號中的數(shù)字給出了后驗遺傳力95 %置信區(qū)間。 The curve shows probability distribution of 1 000 posterior heritabilities. The number on theFigure is the mode of posterior heritabilities. Numbers in the parentheses show 95% confidence interval for the posterior heritability.圖2 開產(chǎn)日齡后驗遺傳力概率分布Fig.2 The posterior heritability probability distribution of age at the onset of egg laying

2.3 雞FSHR基因錯義突變的保守性及其與開產(chǎn)日齡的關(guān)聯(lián)性

為進一步探索略陽烏雞開產(chǎn)日齡的分子基礎(chǔ)，本研究以

FSHR

基因為對象，研究了

FSHR

基因內(nèi)三個錯義突變的保守性，及錯義突變與開產(chǎn)日齡的關(guān)聯(lián)性。序列比對結(jié)果顯示，F(xiàn)SHR第46位氨基酸在各物種中不保守，蘇氨酸只在雞FSHR蛋白中出現(xiàn)，其余物種在該位點均為絲氨酸。雞FSHR蛋白第151位賴氨酸在所比對的物種中完全保守。第335位氨基酸在各物種中并不保守，有五種氨基酸出現(xiàn)，但該位點氨基酸的疏水性完全保守(圖3)。序列比對結(jié)果顯示，在3個錯義突變中有2個錯義突變(Lys151Arg和Met335Thr)發(fā)生在氨基酸或理化屬性較為保守的位點，為進一步闡明這些保守性氨基酸的改變是否關(guān)聯(lián)到表型，本研究進一步檢驗了3個錯義突變與略陽烏雞開產(chǎn)日齡的關(guān)聯(lián)性。Thr46Ile的C等位基因和Met335Thr的T等位基因?qū)﹂_產(chǎn)日齡具有負的等位基因效應(yīng)，Lys151Arg的A等位基因顯示出正的等位基因效應(yīng)(表3)。但是，上述等位基因效應(yīng)均未達到統(tǒng)計顯著水平(

P

>0.05)(表3)。

表2 開產(chǎn)日齡與各時間點產(chǎn)蛋數(shù)的遺傳相關(guān)與表型相關(guān)分析
Table 2 Genetic and phenotypic correlations analysis between age at the onset of egg laying and egg numbers at three periods

性狀1Trait 1性狀2Trait 2遺傳相關(guān)系數(shù)Genetic correlationcoefficient①表型相關(guān)系數(shù)Phenotypic correlationcoefficient②30周齡產(chǎn)蛋數(shù) EN30-0.98 (-0.99, -0.82)-0.59 (<0.001)開產(chǎn)日齡AOE40周齡產(chǎn)蛋數(shù) EN40-0.98 (-1.00, -0.80)-0.37 (<0.001)56周齡產(chǎn)蛋數(shù) EN56-0.98 (-1.00, -0.70)-0.21 (<0.001)30周齡產(chǎn)蛋數(shù)EN3040周齡產(chǎn)蛋數(shù) EN400.99 (0.89, 1.00)0.73 (<0.001)56周齡產(chǎn)蛋數(shù) EN560.99 (0.84, 1.00)0.48 (<0.001)40周齡產(chǎn)蛋數(shù)EN4056周齡產(chǎn)蛋數(shù) EN561.00 (0.94, 1.00)0.79 (<0.001)

注：①括號中的數(shù)字是遺傳相關(guān)系數(shù)95%置信區(qū)間。②括號中的數(shù)字是表型相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗的值。

Note: ① Numbers in parentheses represent 95% confidence interval of genetic correlation; ② Numbers in parentheses are the values of significance test. AOE=age at the onset of egg laying, EN30-56=egg numbers from age at the onset of egg laying to 30, 40, 56 weeks of age.

3 討 論

開產(chǎn)日齡作為一個最早能被測定的繁殖性狀，揭示它的遺傳基礎(chǔ)對雞產(chǎn)蛋性能早期選擇具有重要意義。本研究估測了略陽烏雞開產(chǎn)日齡的遺傳力及開產(chǎn)日齡與不同時期產(chǎn)蛋數(shù)性狀間的遺傳相關(guān)，并以

FSHR

基因為對象對開產(chǎn)日齡的分子基礎(chǔ)進行了初步探索。開產(chǎn)日齡作為一個重要的繁殖性狀，之前已有大量研究對其遺傳力進行估計，所得結(jié)果為0.06～0.54。這表明不同品種開產(chǎn)日齡遺傳基礎(chǔ)存在較大差異，估計品種特異性遺傳力有其必要性。本研究發(fā)現(xiàn)略陽烏雞開產(chǎn)日齡遺傳力只有0.08，與埃塞俄比亞Horro雞(

h

=0.06)、韓國灰褐雞(

h

=0.12)的遺傳力估計結(jié)果較為接近，但遠遠低于選育程度較高的商業(yè)品種(

h

=0.24～0.54)。本研究推測商業(yè)品種開產(chǎn)日齡遺傳力的升高可能與在高強度選擇和近交下相關(guān)突變的富集與固定有關(guān)。

在開產(chǎn)日齡與產(chǎn)蛋數(shù)的遺傳關(guān)系方面，Sang等在韓國地方雞中獲得的遺傳相關(guān)估計結(jié)果在-0.81～-0.5，Kamali等和Niknafs等在伊朗地方雞中得出遺傳相關(guān)估計結(jié)果與Sang等的估計結(jié)果較為接近，為-0.85～-0.41，Tongsiri等在泰國地方雞中估計的遺傳相關(guān)系數(shù)為-0.73，但Lwelamira等在坦桑尼亞地方雞中得出結(jié)果僅為-0.19～-0.15。上述研究表明，開產(chǎn)日齡與產(chǎn)蛋數(shù)的遺傳相關(guān)關(guān)系雖然在相關(guān)的強弱程度上不同研究得出的結(jié)果存在較大差異，但在相關(guān)性質(zhì)上二者均維持了較為穩(wěn)定的負遺傳相關(guān)關(guān)系，只有Savegnago等在白來航雞中得出弱(0.04～0.06)正遺傳相關(guān)性。在本研究中，這種負遺傳相關(guān)關(guān)系得到證實，支持引起雞性成熟時間縮短的遺傳變異，對雞產(chǎn)蛋性能也發(fā)揮著正面作用。但是，依據(jù)開產(chǎn)日齡對產(chǎn)蛋數(shù)進行早期間接選擇仍需慎重。因為，在表型相關(guān)方面，由于受環(huán)境因素影響較大，二者相關(guān)強度明顯低于遺傳相關(guān)。而且，開產(chǎn)日齡與產(chǎn)蛋數(shù)的相關(guān)性與產(chǎn)蛋時間的長度也有關(guān)系。總的趨勢是隨產(chǎn)蛋時間延長，相關(guān)性逐漸減弱。類似的變化趨勢在巴西地方雞中也曾被報道。這些結(jié)果說明依據(jù)開產(chǎn)日齡對略陽烏雞30周齡產(chǎn)蛋數(shù)進行早期間接選擇有望取得理想選育效果，但對56周齡甚至全期產(chǎn)蛋數(shù)進行預(yù)測可靠性并不高。鑒于早期產(chǎn)蛋數(shù)與后期產(chǎn)蛋數(shù)間存在較強遺傳和表型相關(guān)關(guān)系，依據(jù)早期(30周齡)產(chǎn)蛋數(shù)對后期(40周齡以后)產(chǎn)蛋數(shù)做出預(yù)測有望取得更理想的選育效果。

FSHR

是調(diào)節(jié)動物卵泡發(fā)育的一個功能基因。之前研究曾發(fā)現(xiàn)

FSHR

基因啟動子區(qū)和內(nèi)含子變異與家禽開產(chǎn)日齡顯著關(guān)聯(lián)，支持

FSHR

是調(diào)節(jié)家禽性腺發(fā)育的一個重要候選基因。本研究分析了3個錯義突變的保守性及其與開產(chǎn)日齡的關(guān)聯(lián)性。Lys151Arg和Met335Thr發(fā)生在氨基酸或氨基酸理化屬性較為保守的位點，暗示這些氨基酸在維持FSHR蛋白的高級結(jié)構(gòu)和功能方面很可能發(fā)揮著重要作用。例如，ADAMTS13蛋白的Arg484Lys對其表達和特異性活性有顯著影響，發(fā)生在

SRY

基因DNA binding domain中的Met21Thr將對人性別決定產(chǎn)生負面影響。但是，關(guān)聯(lián)分析并未檢測到Lys151Arg和Met335Thr與略陽烏雞的開產(chǎn)日齡顯著關(guān)聯(lián)。對此，本研究推測有三種可能性：(1)這些錯義突變具有功能，但表型效應(yīng)較小，在現(xiàn)有的樣本量和統(tǒng)計模型下難以檢出這種表型效應(yīng)；(2)錯義突變對FSH信號的影響可能被其他信號通路補償，使得這些功能性突變難以表現(xiàn)出表型效應(yīng)；(3)這些突變并沒有影響FSHR的結(jié)構(gòu)和功能。Lys151Arg很可能屬于這種情況，因為Lys151Arg雖然發(fā)生在一個非常保守的位點，但Lys和Arg均屬極性帶正電荷氨基酸，相同的理化屬性可能決定了這種氨基酸的替換并不具有生物學(xué)功能。盡管如此，Thr46Ile和Met335Thr均涉及到氨基酸極性的變化。這種理化屬性的改變是否足夠改變FSHR的結(jié)構(gòu)和功能，仍需蛋白高級結(jié)構(gòu)預(yù)測和試驗性研究加以驗證。

圖中pid下的值表示其他物種FSHR蛋白的氨基酸序列與雞FSHR蛋白序列的相似性。黑色箭頭標出了錯義突變Thr46Ile、Lys151Arg和Met335Thr的位置。不同背景顏色代表不同的氨基酸理化性質(zhì)，其中，綠色表示疏水，藍色代表帶負電荷，紅色代表帶正電荷、黃色表示半胱氨酸，紫色表示極性氨基酸。最后一行字母和符號標出了該位氨基酸殘基理化屬性的保守性，大寫字母表示保守的氨基酸，“.”表示不保守，“+”表示正電荷，“-”表示負電荷，“a”表示芳香族，“c”表示帶電荷，“h”表示疏水性，“l(fā)”表示脂肪族，“p”表示極性。 Pid indicates the identity of amino acid residues of FSHR proteins between other species and chicken. The black arrows indicate the locations of non-synonymous mutations of Thr46Ile, Lys151Arg and Met335Thr. Different color backgrounds represent different physical and chemical properties of amino acids, green=hydrophobic, blue=negative charge, red=positive charge, yellow=cysteine, purple=polar. Letters and symbols at the lower line indicates the 100% consistent physical and chemical properties of amino acid residue. Capital letters represent conserved amino acids. “.”=unconserved, “+”=positive charge, “-”=negative charge, “a”=aromatic, “c”=charged, “h”=hydrophobic, “l(fā)”=aliphatic, “p”=polar.圖3 鳥類與哺乳動物FSHR蛋白的氨基酸序列多重比對分析Fig.3 Multi-alignment analysis of amino acid sequences of FSHR proteins of birds and mammals

表3 基因內(nèi)3個錯義突變與略陽烏雞開產(chǎn)日齡的關(guān)聯(lián)性
Table 3 Association of three non-synonymous mutations in the gene with age at the onset of egg laying of Lueyang black-boned chicken

名稱Name效應(yīng)等位基因Effect allele開產(chǎn)日齡均值±標準差(基因型頻率)Mean±SD of AOE (Genotype frequency)AAABBB等位基因效應(yīng)值A(chǔ)llele effect valueP值P valueThr46IleC146.92±7.75(0.15)147.45±7.96(0.49)147.66±7.96(0.36)-0.33±0.490.506 2Lys151ArgA146.97±7.58(0.05)147.83±7.96(0.38)147.23±7.96(0.57)0.41±0.580.475 4Met335ThrT147.56±7.97(0.89)145.85±7.60(0.09)149.53±7.56(0.02)-0.018±0.820.981 9

注：AA, AB, BB指每個錯義位點的3種基因型。

Note: AA, AB and BB represent three genotypes of each non-synonymous mutation.

4 結(jié) 論

本研究發(fā)現(xiàn)略陽烏雞開產(chǎn)日齡遺傳力較低，且

FSHR

基因序列變異與開產(chǎn)日齡不存在關(guān)聯(lián)性，表明遺傳效應(yīng)對開產(chǎn)日齡的調(diào)控作用較小。但是，開產(chǎn)日齡與產(chǎn)蛋數(shù)存在較強負遺傳相關(guān)性。這些結(jié)果建議，對略陽烏雞開產(chǎn)日齡而言，飼養(yǎng)管理是更為有效的調(diào)控手段。依據(jù)開產(chǎn)日齡對產(chǎn)蛋數(shù)進行早期間接選擇具有可行性，但間接選擇的準確性會隨產(chǎn)蛋期的延長而降低。