ESR、FSHβ、AHR基因多态性对二花脸猪产仔数的影响

http://dx.doi.org/10.7685/jnau.201810020

文章信息

张倩, 方宇瑜, 李平华, 马翔, 蒋能静, 黄媛, 陆志强, 季铮渝, 黄瑞华

ZHANG Qian, FANG Yuyu, LI Pinghua, MA Xiang, JIANG Nengjing, HUANG Yuan, LU Zhiqiang, JI Zhengyu, HUANG Ruihua

ESR、FSHβ、AHR基因多态性对二花脸猪产仔数的影响

Effect of single nucleotide polymorphisms in ESR, FSHβ and AHR genes on litter size in Erhualian population

南京农业大学学报, 2019, 42(6): 1150-1157

Journal of Nanjing Agricultural University, 2019, 42(6): 1150-1157.

http://dx.doi.org/10.7685/jnau.201810020

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收稿日期: 2018-10-18

引用本文

张倩, 方宇瑜, 李平华, 等. ESR、FSHβ、AHR基因多态性对二花脸猪产仔数的影响[J]. 南京农业大学学报, 2019, 42(6): 1150-1157.

ZHANG Qian, FANG Yuyu, LI Pinghua, et al. Effect of single nucleotide polymorphisms in ESR, FSHβ and AHR genes on litter size in Erhualian population[J]. Journal of Nanjing Agricultural University, 2019, 42(6): 1150-1157. DOI: 10.7685/jnau.201810020

ESR、FSHβ、AHR基因多态性对二花脸猪产仔数的影响

张倩^1,2 , 方宇瑜^1,2 , 李平华^1,2 , 马翔^1,2 , 蒋能静^1,2 , 黄媛³ , 陆志强⁴ , 季铮渝¹ , 黄瑞华^1,2

1. 南京农业大学养猪研究所, 江苏南京 210095;
2. 南京农业大学淮安研究院, 江苏淮安 223001;
3. 常州焦溪二花脸猪专业合作社, 江苏常州 213116;
4. 常熟市动物疫病预防控制中心, 江苏常熟 215500

收稿日期：2018-10-18

基金项目：国家自然科学基金项目（31601923；31872318）；江苏省农业重大新品种创制项目（PZCZ201732）；国家级大学生创新创业训练项目（20181037032）

作者简介：张倩, 硕士研究生

通信作者：黄瑞华, 教授, 研究方向为猪健康生产学与遗传育种学, E-mail:270583435@qq.com.

摘要：[目的]本文旨在通过研究猪ESR、FSHβ和AHR基因多态性对二花脸群体产仔数的影响，鉴别出影响二花脸猪产仔数变异的关键基因。[方法]对303头二花脸猪进行ESR基因g.14418786、FSHβ基因g.30398474_30398475ins292（292 bp大片段插入）、AHR基因g.86550830位点分型（Sscrofa11.1），用Excel 2003软件进行基因多态性分布的分析和卡方检验，并利用SAS 9.2软件混合模型对ESR、FSHβ、AHR基因及其合并基因型与产仔数进行关联性分析。[结果]ESR基因g.14418786、FSHβ基因g.30398474_30398475ins292以及AHR基因g.86550830位点在二花脸群体中均具有多态性，且3个基因的不同等位基因频率差异很大，ESR基因g.14418786位点A、B等位基因频率分别为0.173和0.827，FSHβ基因g.30398474_30398475ins292位点A、B等位基因频率分别为0.889和0.111，而AHR基因g.86550830位点G、T等位基因频率分别为0.889和0.111。ESR基因g.14418786位点的AA、AB和BB基因型频率分别为0.050、0.248和0.703，FSHβ基因g.30398474_30398475ins292的AA、AB和BB基因型频率分别为0.808、0.162和0.030，AHR基因g.86550830位点的GG、GT和TT基因型频率则为0.792、0.194和0.013。ESR基因g.14418786与FSHβ基因g.30398474_30398475ins292位点显著偏离哈代-温伯格平衡（P < 0.05），而AHR基因g.86550830位点符合哈代-温伯格平衡（P>0.05）。关联性分析未发现ESR、FSHβ、AHR基因以及3个基因的合并基因型显著影响二花脸猪的产仔数（P>0.05）。[结论]本试验未能证明ESR、FSHβ和AHR基因是影响二花脸猪产仔数的主效基因，二花脸猪产仔数变异可能受其他基因影响。

关键词：二花脸猪 ESR FSHβ AHR 多态性产仔数

Effect of single nucleotide polymorphisms in ESR, FSHβ and AHR genes on litter size in Erhualian population

ZHANG Qian^1,2, FANG Yuyu^1,2, LI Pinghua^1,2, MA Xiang^1,2, JIANG Nengjing^1,2, HUANG Yuan³, LU Zhiqiang⁴, JI Zhengyu¹, HUANG Ruihua^1,2

1. Institute of Swine Science, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China;
2. Huai'an Research Institute, Nanjing Agricultural University, Huai'an 223001, China;
3. Changzhou Jiaoxi Erhualian Pig Professional Cooperative, Changzhou 213116, China;
4. Changshu Station of Animal Disease Control and Prevention Center, Changshu 215500, China

Abstract: [Objectives] The aim of this study was to identify the genes associated with litter size in Erhualian pigs by studying the effects of ESR, FSHβ and AHR gene polymorphism on litter size. [Methods] The g.14418786 locus of ESR gene, g.30398474_30398475ins292 of FSHβ gene and g.86550830 locus of AHR gene were genotyped on 303 Erhualian pigs(The information of locus refers to Sscrofa 11.1). The Excel 2003 software was used to analyze gene polymorphism distribution and chi-square test, and the SAS 9.2 software mixed model was used to analyze the association between ESR, FSHβ, AHR, ESR & FSHβ, ESR & AHR and FSHβ & AHR genotypes and litter size. [Results] It was found that the g.14418786, g.30398474_30398475ins292 and g.86550830 locus of ESR, FSHβ and AHR genes were polymorphic in the Erhualian population and the frequencies of all three gene different alleles varied greatly. The frequencies of A and B alleles in the g.14418786 locus of ESR gene were 0.173 and 0.827, and the frequencies of A and B alleles of FSHβ gene g.30398474_30398475ins292 were 0.889 and 0.111, while the frequencies of G and T alleles of AHR gene g.86550830 locus were 0.889 and 0.111, respectively.The frequencies of AA, AB and BB genotypes of ESR gene g.14418786 locus were 0.050, 0.248 and 0.703. The frequencies of AA, AB and BB genotypes of FSHβ gene g.30398474_30398475ins292 were 0.808, 0.162 and 0.030.The frequencies of GG, GT and TT genotypes of AHR gene g.86550830 locus were 0.792, 0.194 and 0.013. The ESR gene g.14418786 locus and FSHβ gene g.30398474_30398475ins292 were significantly deviated from the Hardy-Weinberg equilibrium(P < 0.05), while the AHR gene g.86550830 locus was consistent with the Hardy-Weinberg equilibrium(P>0.05). The association analysis showed that there was no significant difference in litter sizes of ESR, FSHβ, AHR gene, and their combined genotypes also showed similar results in Erhualian pigs(P>0.05). [Conclusions] The result showed that the ESR, FSHβ and AHR genes are not the major genes affecting the litter size of Erhualian pigs. The variation of litter size in Erhualian pigs may be affected by other genes, which needs further study.

Keywords: Erhualian pig ESR FSHβ AHR polymorphism litter size

产仔数为最重要的繁殖性状之一, 该性状的提高能够给养猪业带来巨大的经济效益。由于饲养方式的改进和饲养环境的改善对产仔数的提升起到的作用有限^[1-2], 而且传统人工选育的遗传进展缓慢, 因此鉴别出产仔数相关的标记, 使用标记辅助选择(marker assisted selection, MAS)或全基因组选择方法加快猪产仔性状的改良具有重要意义。

二花脸猪以高繁殖力而闻名于世, 更是世界最高产仔记录的保持者^[3], 经产母猪窝产仔数平均为16头左右, 窝产活仔可达14头以上。目前外种猪如大白猪、长白猪等产仔性能逐渐提升, 平均窝产仔数高于我国大部分地方猪, 对我国地方猪产业产生了巨大的威胁。因此鉴别影响二花脸猪产仔数的基因, 并利用标记辅助选择方法来稳定和提升以二花脸为代表的中国地方猪的高繁殖性能十分必要。

前期本课题组对二花脸猪跟踪研究发现, 二花脸猪品种内产仔数存在较大变异^[4], 因此, 研究影响其变异的基因具有重要价值。雌激素受体基因(estrogen receptor, ESR)和猪卵泡刺激素β基因(follicle-stimulating hormone β, FSHβ)是国际上研究影响产仔数的重要候选基因。1996年Rothschild等^[5]鉴别出ESR基因有一段PvuⅡ限制性多态的序列(g.14418786位点), 其BB基因型群体猪比AA型群体猪的窝产仔数平均高出1头, 将其确定为影响猪产仔数的主效基因。随后施启顺等^[6]和孙丽亚等^[7]对国内外部分猪种研究发现, BB基因型母猪的产仔数要高于其他2种基因型(AA, AB)的母猪的产仔数, 但van Rens等^[8]则发现AB型梅山和大白二元杂交的初产母猪产仔性能显著优于BB型。1999年赵要风等^[9]首次证明FSHβ亚基基因座位(g.30398474_30398475ins292)在约克夏、长白、杜洛克等商业猪种中与控制猪产仔数的主效基因紧密连锁。随后薛春林等^[10]对大白猪研究发现AA为优势基因型, 王恒^[11]发现FSHβ基因g.30398474_30398475ins292显著影响定远黑猪和皖南黑猪的产仔数。已有研究表明ESR基因g.14418786位点和FSHβ基因g.30398474_30398475ins292能够显著影响二花脸猪的产仔数^[12-13], 但是群体数量小, 需在更大的群体里进行验证。

芳香烃受体基因(Aryl hydrocarbon receptor, AHR)是近年来发现的影响产仔数的基因。2006年Bussmann等^[14]研究发现, 激活AHR基因的表达能够促进卵泡颗粒细胞的增殖, 从而促进卵泡的生长和排卵数量的增加。2011年Jablonska等^[15]研究表明AHR基因能影响猪的繁殖性状。随后, 2014年Bosse等^[16]研究进一步证明了AHR基因是由中国地方猪渐渗到欧洲猪种的高产基因, 由于在欧洲猪种中受到强烈选择从而提升了欧洲猪种的产仔数, 他们还发现AHR基因第11外显子区域存在影响产仔数的4个非同义突变, 且包含g.86550830突变位点, 但其是否为影响二花脸猪产仔数变异的主效的基因位点还未知。

为了鉴别ESR、FSHβ和AHR基因是否为影响二花脸猪产仔数变异的关键基因, 本研究通过收集具有繁殖记录的二花脸猪的耳样, 对每头个体提取基因组DNA, 利用内切酶PvuⅡ酶切法对1号染色体ESR基因g.14418786位点、琼脂糖凝胶电泳法对2号染色体FSHβ基因g.30398474_30398475ins292和单位点Sanger测序法对9号染色体AHR基因g.86550830位点多态性进行检测, 并对ESR、FSHβ和AHR基因上述3个基因位点与产仔数开展关联性分析, 以期筛选出影响二花脸猪产仔数的基因位点, 为二花脸猪产仔性能的分子标记辅助选育提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 试验动物和试剂材料

本试验收集了来自常州焦溪二花脸猪专业合作社143头、苏州苏太企业有限公司70头和江苏省常熟市二花脸猪保种场90头纯种二花脸母猪耳样及其准确的繁殖记录, 总计303头母猪样品。室内试验在南京农业大学动物科技学院养猪研究所完成; 试验中使用的Mix试剂购自南京擎科生物技术有限公司, PvuⅡ酶购自NEW ENGLAND公司, DNA提取试剂均购自Solarbio公司, PCR反应引物由南京擎科生物技术有限公司合成。

1.2 试验方法 1.2.1 DNA提取

本试验采用酚/氯仿抽提法提取耳样组织的基因组DNA, 再进行纯化和浓度检测, 稀释成30 ng · μL^-1备用。

1.2.2 PCR扩增及分型

反应体系:PCR Mix试剂22 μL, DNA模板1 μL, 上、下引物各1μL; 扩增程序:98 ℃预变性2 min; 98 ℃变性10 s, 60 ℃退火10 s, 72 ℃延伸10 s, 35个循环; 然后72 ℃延伸10 min。ESR基因g.14418786位点、FSHβ基因g.30398474_30398475ins292的引物及分型参照文献[17], ESR基因g.14418786位点引物对为:5′-CCTGTTTTTACAGTGACTTTTACAGAG-3′/5′-CACTTCGAGGGTCAGTCCAATTAG-3′。PCR产物利用Pvu Ⅱ进行酶切分型, 其中AA基因型片段长度为121 bp, AB基因型片段长度分别为121、65和56 bp, BB基因型片段长度分别为65和56 bp; FSHβ基因g.30398474_30398475ins292引物对为:5′-TTGAGGAGGAGAATAAGAAG-3′/5′-CAGCAACAGAATAGGAAGC-3′, PCR产物直接通过15 g · L^-1琼脂糖凝胶电泳进行分型, 其中AA基因型的片段长度为537 bp, AB基因型片段长度为537 bp和245 bp, BB基因型片段长度为245 bp; AHR基因g.86550830位点的引物对^[16]为:5′-AGCAGCAGCAACAACTGTGT-3′/5′-GACACAGCTCCACCATAGCA-3′。PCR产物由南京擎科生物技术有限公司进行测序。

1.2.3 数据分析

利用Excel 2003软件对群体多态性分布进行分析, 并用卡方检验来确定二花脸群体在ESR基因g.14418786位点、FSHβ基因g.30398474_30398475ins292、AHR基因g.86550830位点处是否符合哈代-温伯格平衡; 利用SAS 9.2软件对ESR基因g.14418786位点、FSHβ基因g.30398474_30398475ins292、AHR基因g.86550830位点的基因型以及这3个基因的两两合并基因型对表型的影响效应分析。由于二花脸猪现有群体数量有限, 两两基因的部分合并基因型数量很少而没有进行基因型与表型的关联性分析, 3个基因合并基因型数量太少而无统计学意义, 因此没有对其进行关联性分析。

分析模型为:Y_ijklm=μ+HFS_i+AGE_j+PA_k+P_l+G_m+e_ijklm,

式中:Y_ijklm代表产仔数表型; μ为整体均值; HFS_i为第i个场年季固定效应; AGE_j为母猪分娩年龄, 作为协变量; PA_k为胎次k的固定效应; P_l代表母猪的永久环境效应; G_m代表第m个SNP的基因型固定效应, 不同胎次的产仔数记录作为重复数据处理; e_ijklm为残差。显著性的P值经过10 000次的随机抽样校正。

2 结果与分析 2.1 ESR、FSHβ和AHR基因多态性分布与卡方检验

由表 1可知:二花脸猪母猪群体中ESR基因g.14418786位点A、B等位基因的基因频率分别为0.173、0.827, 基因频率差异很大, B等位基因占主导; BB基因型最多, 基因型频率为0.703, 其次为AB基因型, 为0.248, AA基因型最少, 基因型频率为0.050。FSHβ基因g.30398474_30398475ins292的A、B等位基因的基因频率分别为0.889、0.111, A等位基因频率较高, 基因型呈现偏态分布, BB型仅占群体约3%左右, 绝大部分为AA基因型。AHR基因g.86550830位点也呈现相似的结果, G、T等位基因的基因频率分别为0.889、0.111, TT基因型个体最少, 仅有4头, GG基因型占绝对主导地位; 3个基因在二花脸群体中均表现为偏态分布。卡方检验发现ESR基因g.14418786位点、FSHβ基因g.30398474_30398475ins292位点显著偏离哈代-温伯格平衡, 而AHR基因g.86550830位点符合哈代-温伯格平衡。

表 1 二花脸猪ESR、FSHβ和AHR基因型多态性分析 Table 1 Polymorphisms of ESR, FSHβ and AHR genes in Erhualian pig

基因 Gene	个体数 Number	基因型频率 Genotype frequency			基因频率 Allele frequency		卡方检验P值 P-value for Chi-square test
		AA(n)	AB(n)	BB(n)	A	B
ESR	303	0.050(15)	0.248(75)	0.703(213)	0.173	0.827	0.018
FSHβ	302	0.808(244)	0.162(49)	0.030(9)	0.889	0.111	0.002
		GG(n)	GT(n)	TT(n)	G	T
AHR	303	0.792(240)	0.194(59)	0.013(4)	0.889	0.111	0.863
注:括号中的数字表示样本个体数(n)。 Note:The number in parentheses indicates the number of individual samples(n).

表选项

2.2 ESR、FSHβ、AHR不同基因型与产仔数的关联分析

由表 2可见:ESR基因g.14418786位点的AA、BB基因型初、经产母猪总产仔和产活仔数虽高于AB型母猪的总产仔和产活仔数, 但不同基因型之间产仔数差异均不显著。FSHβ基因g.30398474_30398475ins292中不论是初产还是经产母猪的总产仔数的优势基因型均为AB基因型, 但是初产的AA基因型群体的产活仔数高于其他基因型群体, 经产的BB基因型群体的产活仔数高于其他基因型群体, 不同基因型的二花脸猪之间产仔数差异均不显著。AHR基因g.86550830位点的TT基因型母猪初产或经产的总产仔数和产活仔数均高于GG基因型和GT基因型母猪。但不同基因型之间总产仔数和产活仔数差异依然不显著。

表 2 ESR、FSHβ和AHR不同基因型与二花脸猪产仔数性状的关联分析 Table 2 Correlation analysis of genotype of ESR, FSHβ and AHR genes with litter size in Erhualian pig

基因 Gene	基因型 Genotype	总个体数 Total number	初产Primiparity			经产Multiparity
基因 Gene	基因型 Genotype	总个体数 Total number	个体数 Number	总产仔数 Total numberof born	产活仔数 Number ofborn alive	个体数 Number	总产仔数 Total numberof born	产活仔数 Number ofborn alive
	AA	15	13	11.91±0.69	10.58±1.13	12	15.72±0.72	15.06±0.69
ESR	AB	75	57	11.19±0.33	9.78±0.66	62	15.06±0.60	14.22±0.58
	BB	213	177	11.46±0.16	10.73±0.51	164	15.13±0.55	14.27±0.53
	AA	244	205	11.41±0.15	10.67±0.52	193	15.08±0.55	14.27±0.53
FSHβ	AB	49	33	11.46±0.44	10.02±0.75	36	15.55±0.63	14.64±0.61
	BB	9	9	11.30±0.83	9.45±1.17	9	15.34±0.82	14.87±0.79
	GG	240	241	11.66±0.21	11.37±0.21	226	15.18±0.25	14.24±0.23
AHR	GT	59	51	11.55±0.40	11.35±0.41	56	15.16±0.34	14.19±0.32
	TT	4	4	14.76±1.99	14.08±2.01	4	15.64±0.95	15.20±0.89

表选项

2.3 合并基因型与产仔数的关联分析 2.3.1 ESR与FSHβ合并基因型与产仔数的关联分析

由表 3可见:试验群体中没有AABB型个体, BBAA型个体数最多, 为192头, 其次是ABAA型, 为44头, 其他几种合并基因型个体数较少, 均低于30头, 其中AAAB基因型群体因数量太少没有进行关联分析(n=2)。在初产母猪群体中, BBAB基因型母猪的总产仔数高于其他基因型母猪, BBAA基因型母猪的产活仔数高于其他基因型母猪, 总产仔数和产活仔数较低的为AAAB基因型母猪; 但在经产母猪中, 各基因型母猪之间的产仔数和产活仔数相差不大, 总产仔数均在15头以上, 产活仔数均在14头以上。经过多重比较, 不同基因型之间的总产仔数和产活仔数均差异不显著。

表 3 ESR与FSHβ合并基因型与二花脸猪产仔数性状的关联分析 Table 3 Correlation analysis of combined genotype of ESR & FSHβ genes with litter size in Erhualian pig

基因型 Genotype	总个体数 Total number	初产Primiparity			经产Multiparity
基因型 Genotype	总个体数 Total number	个体数 Number	总产仔数 Total number of born	产活仔数 Number of born alive	个体数 Number	总产仔数 Total number of born	产活仔数 Number of born alive
AAAA	12	9	11.47±0.91	11.58±0.92	12	16.51±0.59	15.43±0.56
ABAA	44	39	10.91±0.46	10.69±0.47	42	15.71±0.40	14.60±0.37
ABAB	19	16	11.28±0.78	10.79±0.79	18	15.51±0.54	14.49±0.50
ABBB	5	5	11.09±1.15	10.51±1.17	5	15.42±0.90	14.56±0.84
BBAA	192	156	12.06±0.25	11.76±0.26	180	15.17±0.27	14.27±0.25
BBAB	22	16	12.07±0.70	11.28±0.71	22	16.02±0.49	14.84±0.47
BBBB	4	4	10.73±1.38	10.78±1.40	4	15.58±0.97	14.86±0.90

表选项

2.3.2 ESR与AHR合并基因型与产仔数的关联分析

由表 4可见:试验群体中没有ABTT型个体, 由于繁殖记录不全, 初产群体中没有AATT基因型个体, BBGG型个体数最多, 为176头, 其次是ABGG型, 为47头, 由于AAGT、AATT以及BBTT基因型个体很少(n=1, 2, 2), 没有进行相应的关联分析。初产的BBGT基因型母猪的总产仔数和产活仔数高于其他基因型母猪, ABGG基因型母猪的总产仔数和产活仔数低于其他基因型母猪; 但在经产母猪中AAGG基因型母猪的总产仔数和产活仔数高于其他基因型母猪, BBGT基因型母猪的总产仔数和产活仔数低于其他基因型母猪, 其他基因型母猪的产仔数较为相近。多重比较分析表明, 不同基因型之间的总产仔数和产活仔数均差异不显著。

表 4 ESR与AHR合并基因型与二花脸猪产仔数性状的关联分析 Table 4 Correlation analysis of combined genotype of ESR & AHR genes with litter size in Erhualian pig

基因型 Genotype	总个体数 Total number	初产Primiparity			经产Multiparity
基因型 Genotype	总个体数 Total number	个体数 Number	总产仔数 Total number born	产活仔数 Number born alive	个体数 Number	总产仔数 Total number born	产活仔数 Number born alive
AAGG	11	10	11.40±0.84	11.29±0.86	10	16.74±0.66	15.36±0.61
ABGG	47	42	10.92±0.46	10.70±0.48	44	15.20±0.39	14.18±0.37
ABGT	21	18	11.07±0.67	10.70±0.68	21	15.74±0.49	14.60±0.46
BBGG	176	144	12.04±0.25	11.65±0.26	167	15.16±0.27	14.25±0.25
BBGT	40	30	12.13±0.52	11.96±0.53	37	15.09±0.40	14.08±0.38

表选项

2.3.3 FSHβ与AHR合并基因型与产仔数的关联分析

由表 5可见:试验群体中没有BBTT型个体, AAGG型个体数最多, 为195头, 其次是AAGT型, 为50头, 排名第3的为ABGG型, 个体数达33头; 其他几种合并基因型个体数较少, 均在10头以下, 其中AATT、ABTT和BBGT由于数量少(n=1, 1, 3), 未进行关联分析。在初产群体中, AAGG基因型母猪的总产仔数和产活仔数高于其他基因型母猪, BBGG基因型母猪的总产仔数和产活仔数低于其他基因型母猪, 在经产群体中, 各基因型母猪的总产仔数和产活仔数差异很小, 总产仔数均在15头以上, 产活仔数均在14头以上。多重比较分析表明, 不同基因型之间的总产仔数和产活仔数均差异不显著。

表 5 FSHβ与AHR合并基因型与二花脸猪产仔数性状的关联分析 Table 5 Correlation analysis of combined genotype of FSHβ & AHR genes with litter size in Erhualian pig

基因型 Genotype	总个体数 Total number	初产Primiparity			经产Multiparity
基因型 Genotype	总个体数 Total number	个体数 Number	总产仔数 Total number born	产活仔数 Number born alive	个体数 Number	总产仔数 Total number born	产活仔数 Number born alive
AAGG	195	163	11.76±0.22	11.48±0.23	184	15.14±0.28	14.20±0.26
AAGT	50	40	11.62±0.45	11.47±0.45	47	15.27±0.38	14.23±0.35
ABGG	33	27	11.68±0.59	11.03±0.59	31	15.59±0.45	14.50±0.42
ABGT	9	6	11.17±1.17	10.38±1.18	9	15.56±0.69	14.63±0.64
BBGG	6	6	10.50±1.11	10.28±1.12	6	15.30±0.80	14.64±0.75

表选项

3 讨论

产仔数是由多个基因控制的数量性状, 之前报道了许多影响产仔数的候选基因和标记^[18-19], 但是标记的遗传效应会因品种、环境和群体大小的差异而不同。此外, 不同育种人员都有自己的不同育种目标猪群体。因此, 分析某个特定的群体的候选基因座的遗产效应是十分必要的。

3.1 ESR基因对产仔数的影响

雌激素的生物学作用是由雌激素受体介导的, 雌激素受体属于核激素受体超家族, 并作为配体激活的转录因子, ESR基因是影响猪产仔数的主要基因。卡方检验结果表明二花脸群体在ESR基因g.14418786位点处显著偏离哈代-温伯格平衡, 说明在历史选育过程中ESR基因可能经历了定向选择, 也有可能是现有群体量偏小的原因。Short等^[20]研究表明, 在大白猪的4个商品系中, ESR基因g.14418786位点在初产的总产仔数和产活仔数中分别为每窝增加0.42和0.39头, 在经产的总产仔数和产活仔数为每窝0.31头。施启顺等^[6]和刘卫东等^[21]的研究也表明ESR基因g.14418786位点与产仔数显著相关, 但刘超等^[22]和张晓东等^[23]研究表明ESR基因g.14418786位点与产仔数不相关, 本试验关联性分析也发现在二花脸群体中该位点基因型与产仔数无显著相关性。以上的结果表明ESR基因g.14418786位点与产仔数的关联性存在群体异质性。Rothschild等^[5]对161头含50%梅山猪血缘的合成系研究发现BB基因型比AA型窝产仔数多1头, 且BB基因型为优势基因型。本研究中的BB基因型频率为0.703, 占主导地位, 这或许是导致二花脸高产且未发现ESR基因g.14418786位点与产仔数显著相关的主要原因。

3.2 FSHβ基因对产仔数的影响

哺乳动物卵泡刺激素(follicle stimulating hormone, FSH)是垂体前叶分泌的糖蛋白之一。FSH与其在颗粒细胞上的受体相互作用, 刺激雌性动物卵巢卵泡的成熟和分化。至今也有很多关于FSHβ基因g.30398474_30398475ins292位点对产仔数的研究, 薛春林等^[10]、刘超等^[22]、张晓东等^[23]和陈杰等^[13]的研究认为FSHβ基因g.30398474_30398475ins292位点与产仔数显著关联, 而万明春等^[24]和徐小波等^[12]及本研究结果表明, FSHβ基因g.30398474_30398475ins292位点与产仔数无关。取样时期、样本量、数据分析模型等其他相关因素的差异可能是导致相同品种猪关联性结果不同的原因。另外, 卡方检验则表明FSHβ基因g.30398474_30398475ins292位点显著偏离哈代-温伯格平衡, 暗示该位点可能在二花脸群体中经过了定向选择, 但也有可能是群体样本量小造成的。此外, 赵要风等^[9]首次发现FSHβ基因g.30398474_ 30398475ins292位点与产仔数显著相关, AA型为其优势基因型^[8]。与ESR基因类似, 本试验的二花脸猪群体AA型基因型频率为0.808, 占主导地位, 在群体中呈偏态分布, 这或许是解释为何二花脸猪高产且未发现FSHβ基因g.30398474_30398475ins292位点与产仔数显著关联的原因。

3.3 AHR基因对产仔数的影响

AHR基因在许多哺乳动物的肝脏、肾脏、肺、胸腺、大脑以及生殖器官中表达^[25-27], 能够介导免疫系统的平衡、细胞的生长与增殖、血管组织的重塑等多种体内生物学过程^[28-29]。AHR基因激活表达化学毒素四氯二苯并-P-二噁英(tetrachlorodibenzo-P-dioxin, TCDD)^[30], TCDD影响猪发情周期的卵泡期和黄体类固醇激素的合成^[31], 从而影响猪的繁殖性能。Jablonska等^[15]和Bosse等^[16]研究证明AHR基因能够影响猪的产仔数, 杨凯捷^[32]也发现AHR基因与大白猪、长白猪的产仔数显著相关, 但本试验未发现AHR基因g.14418786位点与二花脸猪产仔数显著相关。这是由于他们研究的是AHR基因拷贝数对产仔数的影响, 而本试验则研究的是AHR基因的非同义突变对二花脸猪产仔数的影响; 另一方面Bosse等^[16]研究发现了多个外显子的非同义突变, 本试验研究的位点可能不是真正影响猪产仔数的因果位点, 还有可能是群体异质型导致不同结果的产生, 这有待进一步研究。此外, 卡方检验结果表明AHR基因g.14418786位点符合哈代-温伯格平衡, 暗示该位点在二花脸猪历史选育过程中没有经过强有力的定向选择。综合所有的试验结果, 我们推测该位点不是影响二花脸猪产仔数的因果位点。

3.4 合并基因型对产仔数的影响

基因合并是将2个或者多个基因组合成一种基因型以促进目标性状的一种策略。目前已经开发了能够同时选择多个性状的不同基因紧密连锁的分子标记^[33]。比如, Omelka等^[34]通过猪兰尼定受体1基因(ryanodine receptor 1, RYR1 )和ESR基因的合并基因型, 发现恶性高热和遗传易感性能够影响猪的产仔数。相关研究表明合并基因型对目标性状的遗传效应并非各基因型效应的简单相加^[35]。由于ESR、FSHβ和AHR基因被认为是影响猪产仔数的重要基因, 但是在本试验中均未发现与二花脸猪的产仔数显著相关, 而且我们对ESR基因g.14418786位点、FSHβ基因g.30398474_30398475ins292和AHR基因g.86550830位点两两之间的合并基因型与产仔数的关联性分析, 也未发现ESR & FSHβ、ESR & AHR和FSHβ & AHR的合并基因型与二花脸猪产仔数显著相关。本试验合并基因型个体数有限, 基因型呈严重偏态分布, 部分基因型因个体太少而无法进行统计学分析, 也可能是影响关联性分析结果的一个重要原因。

综合本试验结果:ESR基因g.14418786位点、FSHβ基因g.30398474_30398475ins292、AHR基因g.86550830位点与二花脸猪产仔数无显著关联, 且ESR & FSHβ、ESR & AHR和FSHβ & AHR合并基因型与二花脸猪产仔数也无显著关联。依据现有群体分析, 不能证明二花脸群体中ESR、FSHβ、AHR基因是控制产仔数的主效基因, 其产仔数性状可能是受其他基因座的影响, 后续将继续探索调控二花脸猪群体产仔数的基因。

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