魏 來,付 晶,楊春山,白秀娟
(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,黑龍江 哈爾濱150030)
貉(Nyctereutes)在動物分類上屬食肉目(Carnivora),犬科(Canidae),貉屬(Nyctereutesgenus),別名貉子,是珍貴的毛皮動物。其皮是制做皮大衣、皮領(lǐng)、皮帽的高級原料。食毛癥是籠養(yǎng)貉的常見病,該病導(dǎo)致貉被毛粗亂,輕者造成針毛、底絨參差不齊,尾根裸露;嚴(yán)重者皮膚外露,甚至出血、潰瘍,給飼養(yǎng)戶造成經(jīng)濟(jì)損失。然而該病的發(fā)病機(jī)理和影響因素尚不明確,彭毛[1]認(rèn)為食毛癥是由于日飼喂料中缺乏含硫氨基酸(胱氨酸、半胱氨酸、蛋氨基酸),F(xiàn)rank M D[2]等認(rèn)為,鐵元素的缺乏會引起食毛癥的發(fā)生。也有學(xué)者認(rèn)為,周圍環(huán)境和氣候的驟然變化會引起食毛癥的 發(fā) 生[3]。本試驗(yàn)以 SCAR(sequnence-character amplified regions)標(biāo)記對貉子食毛癥遺傳學(xué)病因進(jìn)行探討,為開展貉子抗病育種的標(biāo)記輔助選擇奠定基礎(chǔ)。李玉梅[4]、馬麗娜[5]、劉宗岳[6]等將該方法也被應(yīng)用于水貂自咬癥的檢測。
1.1 試驗(yàn)動物 黑龍江省大慶市泰安貉養(yǎng)殖基地提供飼養(yǎng)條件和遺傳背景均一致的烏蘇里貉87只,健康貉子56只,患食毛癥貉子31只,-20℃冷凍保存。
1.2 隨機(jī)引物的篩選 首先用160個引物分別對群體池DNA進(jìn)行擴(kuò)增,從中篩選出多態(tài)性豐富且條帶清晰、主帶重復(fù)性好的引物。然后用篩選出來的引物對健康和自咬樣體基因組池進(jìn)行擴(kuò)增。PCR擴(kuò)增總體積為25μL,其中滅菌水16.3μL,10×Buffer(含鎂離子)2.5μL,dNTP(10mmol/L)2.0 μL,隨機(jī)引物2.0μL,Taq酶IU,DNA模板100 ng。反應(yīng)條件:94℃預(yù)變性5min;94℃變性1min,40℃退火1min,72℃延伸1.5min,循環(huán)45次;72℃10min,4℃保存。產(chǎn)物經(jīng)2%瓊脂糖凝膠電泳檢測。并對PCR產(chǎn)物進(jìn)行克隆測序。
1.3 RAPD標(biāo)記向SCAR標(biāo)記的轉(zhuǎn)化 根據(jù)測序結(jié)果,使用PrimerPremier 5.0設(shè)計出SCAR標(biāo)記的特異引物,反應(yīng)體系總體積為25μL,其中滅菌水16.3μL,10×Buffer(含鎂離子)2.5μL,dNTP(10 mmol/L)2.0μL,隨機(jī)引物2.0μL,Taq酶IU,DNA模板100ng。反應(yīng)條件:94℃預(yù)變性5min;94℃變性1min,43.9℃退火1min,72℃延伸1.5 min,循環(huán)45次;72℃10min,4℃保存。產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測。
2.1 引物的篩選及健康與食毛貉子PCR電泳檢測
在160個隨機(jī)引物中,篩選出15個擴(kuò)增良好且多態(tài)性較好的引物(圖1),其中,健康和食毛貉子基因組中,引物B7分別擴(kuò)增出5條共有和特異性標(biāo)記片1條B7-900(圖2)。
2.2 RAPD特異標(biāo)記的SCAR標(biāo)記轉(zhuǎn)化和驗(yàn)證回收、克隆上述RAPD特異標(biāo)記片段,經(jīng)測序后獲得這個片段的全序列(圖3),其中,貉子B7-900基因序列的長度為867bP。將所測序列與CenBank中的Blast序列進(jìn)行比較,從比較結(jié)果得知所測的B7-900擴(kuò)增序列與人類角蛋白基因同源性達(dá)79%。
用SCAR引物對健康和食毛貉子進(jìn)行特異性擴(kuò)增,擴(kuò)增結(jié)果(圖4)。引物SMB7-217在56個健康個體中有49個個體出現(xiàn)了和特異性目的條帶一致的條帶,其余7個個體沒有特異性條帶。在31個患病個體中有8個個體出現(xiàn)了和特異性目的條帶一致的條帶。卡方檢驗(yàn)結(jié)果表明,特異SCAR引物在健康和食毛樣體之間的組成比例差異極顯著(P<0.01)。說明此RAPD標(biāo)記SMB7-217已成功轉(zhuǎn)化為顯性的SCAR標(biāo)記(表1)。
表1 SMB7-217標(biāo)記在健康和食毛個體中分布情況
動物在生長發(fā)育過程中,經(jīng)常受到各種病原物的侵襲,表現(xiàn)為抗病或感病。動物疾病是現(xiàn)代畜禽業(yè)生產(chǎn)的大敵,疾病不僅嚴(yán)重威脅著動物的健康,而且還給畜禽業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失(國外估計疾病造成的經(jīng)濟(jì)損失約占畜牧業(yè)總產(chǎn)值的12%~15%)[7]。從長遠(yuǎn)來看,采用遺傳學(xué)方法從遺傳本質(zhì)上提高動物對病原的抗性,加強(qiáng)免疫功能,開展抗病育種具有治本的功效。抗病力按遺傳機(jī)制不同可分為特殊抗病力和一般抗病力。特殊抗病力指畜禽對某種特定病原體的抗性,這種抗性主要受一個基因位點(diǎn)控制,也可不同程度的受其他多個位點(diǎn)及環(huán)境的影響。研究結(jié)果表明,特殊抗病力的內(nèi)在機(jī)理在于宿主體內(nèi)存在或缺少某種分子或其變體[8]。一般抗病力不只抗某一種病原體,它受多基因和環(huán)境的共同影響,畜體不存在一般抗病力的單基因,一般抗病力受多基因及環(huán)境影響[9]。隨著分子標(biāo)記輔助選擇(MAS)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,人們可以方便而快捷地進(jìn)行畜禽重要經(jīng)濟(jì)性狀(包括抗病力)的標(biāo)記輔助選擇。標(biāo)記輔助選擇已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用到現(xiàn)代畜禽育種實(shí)踐中。
圖4 SMB7-217引物PCR擴(kuò)增結(jié)果
角蛋白是外胚層細(xì)胞的結(jié)構(gòu)蛋白,廣泛存在于生物體的組織結(jié)構(gòu)中。在不同機(jī)體組織、不同個體乃至不同物種之間角蛋白含量有較大差異。高等脊椎動物的上皮組織中角蛋白含量較高[10];根據(jù)是否纖維化,角蛋白可分為軟角蛋白和硬角蛋白兩大類。軟角蛋白和硬角蛋白的含硫氨基酸含量有所不同,軟角蛋白存在于皮膚和其他一些細(xì)胞組織中。纖維化的硬角蛋白,無營養(yǎng)作用,廣泛存在于人和動物的表皮及蛋殼的內(nèi)膜中[11]。細(xì)胞外的硬角蛋白是構(gòu)成毛發(fā)、羽毛、蹄、殼、爪、角、鱗片等的主要成分[12],是結(jié)締組織及其重要的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì),起著保護(hù)機(jī)體的作用。細(xì)胞內(nèi)的軟角蛋白是構(gòu)成細(xì)胞膜、腦灰質(zhì)、脊髓、視網(wǎng)膜神經(jīng)等組織的主要成分。角蛋白由L-氨基酸按一定的次序排列而成[13],Parry 等[14]發(fā)現(xiàn),動物毛發(fā)纖維的氨基酸重復(fù)單元中主要有兩種基本的五肽環(huán)模式的重復(fù)單元,即:重復(fù)單元A(CC-X-P-X)和B(C-C-X-S/T-S/T),這里 C 代表半胱氨酸(Cys),P 代表脯氨酸(Pro),S代表絲氨酸(Ser),T 代表蘇氨酸(Thr),X 代表除這幾種之外的構(gòu)成蛋白質(zhì)的任何一種氨基酸。由此我們推測貉子食毛癥可能與貉子機(jī)體含硫氨基酸的合成和吸收有關(guān)。這一結(jié)論與彭毛[1]的研究結(jié)果不謀而合。
本試驗(yàn)采用基于RAPD的SCAR標(biāo)記法對貉子食毛癥進(jìn)行遺傳分析,結(jié)果表明,健康和患病貉子群體的存在較明顯的遺傳差異。這一研究結(jié)果可作為貉子食毛癥早期診斷的分子生物學(xué)手段,逐漸剔除食毛個體,達(dá)到凈化貉子群體的目的,減少貉子飼養(yǎng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。并為進(jìn)一步對貉子食毛癥的深入研究奠定基礎(chǔ)。
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