許金根，陶　立，王立克，王重龍，劉林清，李慶崗*

(1.安徽科技學(xué)院　動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，安徽　鳳陽(yáng)　233100；

2.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院　畜牧獸醫(yī)研究所，安徽　合肥　230031)

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IGF-1基因多態(tài)性與豬生長(zhǎng)性狀的相關(guān)性分析

許金根1,2，陶立2，王立克1，王重龍2，劉林清2，李慶崗2*

(1.安徽科技學(xué)院動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，安徽鳳陽(yáng)233100；

2.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，安徽合肥230031)

摘要：目的：研究淮豬新品系與杜洛克豬雜交的生產(chǎn)性能,并分析IGF-1基因?qū)ωi生長(zhǎng)性狀的遺傳效應(yīng)。方法：通過(guò)ACEMA-64自動(dòng)飼喂系統(tǒng)測(cè)定杜洛克豬、淮豬新品系、杜洛克豬×淮豬新品系的生長(zhǎng)性狀。另外，用PCR-RFLP方法對(duì)測(cè)定豬的基因多態(tài)性進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果：杜洛克豬、淮豬新品系×杜洛克豬的平均日增重和達(dá)100kg校正日齡都顯著優(yōu)于淮豬新品系(P<0.05); 淮豬新品系×杜洛克豬的飼料轉(zhuǎn)化率顯著低于淮豬新品系(P<0.05)，但也顯著高于杜洛克豬(P<0.05)。IGF-1基因PCR產(chǎn)物經(jīng)HhaI酶切，杜洛克豬僅檢測(cè)到BB型；淮豬新品系檢測(cè)到AB和BB型；杜洛克豬×淮豬新品系檢測(cè)到AA、AB和BB型。關(guān)聯(lián)分析表明，三種基因型個(gè)體的平均日增重、飼料轉(zhuǎn)化率和達(dá)100kg校正日齡存在差別，但是差異都不顯著(P>0.05)。其中，淮豬新品系BB型個(gè)體的生長(zhǎng)性狀有優(yōu)于AB型的趨勢(shì)，杜洛克豬×淮豬新品系BB型個(gè)體有優(yōu)于AB和AA型的趨勢(shì)。結(jié)論：淮豬新品系與杜洛克豬雜交效果較好，但I(xiàn)GF基因作為改善豬生長(zhǎng)性狀的分子標(biāo)記仍需進(jìn)一步的驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：豬；IGF-1；基因多態(tài)性；生長(zhǎng)性狀

安徽省地方品種定遠(yuǎn)豬(淮豬)具有肉質(zhì)鮮美、繁殖性能好、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)良特性，可作為培育新品種(系)的原始素材。淮豬新品系是以淮豬為母本，以引進(jìn)品種長(zhǎng)白豬(第一父本)和大白豬(第二父本)開(kāi)展雜交育種，利用群體繼代選育法并結(jié)合標(biāo)記輔助選擇方法仍在閉鎖培育的新品系豬[1]。為研究淮豬新品系以及某雜交后代的生產(chǎn)性能，本試驗(yàn)測(cè)定了杜洛克豬、淮豬新品系、杜洛克豬×淮豬新品系的部分生長(zhǎng)性狀，旨在分析培育的淮豬新品系(母本)與杜洛克豬(父本)的雜交效果。

胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(Insulin-like growth factor-1，IGF-1)是一個(gè)調(diào)控細(xì)胞分化和增殖的重要因子，從而具有促進(jìn)動(dòng)物機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育的功能[2]，故IGF-1基因可作為影響豬生長(zhǎng)性狀的功能候選基因。中外豬種的生長(zhǎng)速度存在明顯差異，研究發(fā)現(xiàn)6月齡藏豬血清中的IGF-1含量顯著低于杜洛克豬[3]；另有研究發(fā)現(xiàn)大白豬和軍牧一號(hào)豬(大型豬)肌肉中的IGF-1基因表達(dá)量顯著高于版納微型豬和藏豬(小型豬)[4]，表明IGF-1與豬的生長(zhǎng)發(fā)育有關(guān)。研究結(jié)果顯示，豬IGF-1基因不僅具有豐富的遺傳多態(tài)性[5-6]，而且還與生長(zhǎng)性狀顯著相關(guān)[7-8]。生長(zhǎng)性狀是豬重要的經(jīng)濟(jì)性狀，盡管通過(guò)常規(guī)選育已對(duì)生長(zhǎng)速度和飼料轉(zhuǎn)化率的改善取得了顯著成效，但利用生物技術(shù)育種來(lái)加速遺傳改良豬的生長(zhǎng)性狀，對(duì)進(jìn)一步提高豬的生長(zhǎng)潛力及養(yǎng)豬業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益意義重大。因此，本研究將IGF-1基因作為調(diào)控生長(zhǎng)發(fā)育的候選基因，通過(guò)對(duì)IGF-1基因多態(tài)性與豬生長(zhǎng)性狀的相關(guān)性分析，以篩選與豬生長(zhǎng)性能相關(guān)的分子標(biāo)記。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)動(dòng)物與生長(zhǎng)性能測(cè)定

從安徽省科鑫養(yǎng)豬育種有限公司豬場(chǎng)，選擇出生日期和體重相近(約25～30kg)的20頭淮豬新品系、30頭杜洛克豬、50頭杜洛克豬×淮豬新品系，送往安徽省種豬生產(chǎn)性能測(cè)定中心進(jìn)行測(cè)定。100頭仔豬按同一豬種每圈飼養(yǎng)10頭，共10圈，飼養(yǎng)管理?xiàng)l件一致。

豬在體重達(dá)30～60kg和60～100kg時(shí)，分別飼喂農(nóng)標(biāo)普瑞納中豬和育成豬全價(jià)顆粒飼料，自由采食和飲水。通過(guò)法國(guó)ACEMA-64種豬生產(chǎn)性能檢測(cè)設(shè)備，可準(zhǔn)確測(cè)定30～100kg豬的平均日增重、飼料轉(zhuǎn)化率，達(dá)100kg校正日齡公式參照[9]。在整個(gè)測(cè)定期，共92頭豬有完整的測(cè)定數(shù)據(jù)。

1.2PCR擴(kuò)增

采集測(cè)定豬的耳組織，用酚/氯仿提取基因組DNA，并用Nano DropTM 2000(Thermo Scientific, 美國(guó))測(cè)定DNA濃度，TE稀釋后-20℃保存。IGF-1基因PCR擴(kuò)增的引物序列參照[10]，引物由上海生工生物工程技術(shù)有限公司合成。

PCR反應(yīng)體系共25μL，包括DNA模板(50ng/μL)2μL，10×PCR Buffer(含20mmol/L MgCl2) 2.5μL，4×dNTP(10mmol/L)0.5μL，上、下游引物(10mmol/mL)各0.5μL，TaqDNA聚合酶(5U/μL)0.4μL和dd H2O 18.6μL。

PCR擴(kuò)增程序?yàn)椋?4℃預(yù)變性5min；94℃變性40s，59℃退火35s，72℃延伸35s，35個(gè)循環(huán)；72℃延伸7min。擴(kuò)增產(chǎn)物用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。

1.3PCR產(chǎn)物酶切

基因多態(tài)性用PCR-RFLP方法檢測(cè)。酶切反應(yīng)體系共15μL，包括PCR產(chǎn)物7.5μL，10×Buffer 1.5μL，限制性內(nèi)切酶HhaI(10U/μL)0.4μL和ddH2O 5.6μL。37℃酶切4h后，經(jīng)3%的瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行基因型判定。

1.4統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 20.0軟件的一般線性模型(GLM)，對(duì)三個(gè)豬種生長(zhǎng)性狀的比較、IGF-1基因多態(tài)性與生長(zhǎng)性狀的相關(guān)性進(jìn)行最小二乘分析，采用的模型分別為：Y=μ+B+e和Y=μ+G+e，其中Y為性狀表型值(包括測(cè)定期的平均日增重、飼料轉(zhuǎn)化率和達(dá)100kg校正日齡)；μ為群體均值；B為品種效應(yīng)，G為IGF-1基因型效應(yīng)；e為隨機(jī)殘差效應(yīng)，結(jié)果以“最小二乘均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。

2結(jié)果與分析

2.1三個(gè)豬種生長(zhǎng)性狀的比較分析

由表1可知，三個(gè)豬種生長(zhǎng)性狀之間存在顯著差異。其中，杜洛克豬、杜洛克豬×淮豬新品系的平均日增重分別比淮豬新品系提高25.80%、28.97%(P<0.05)；杜洛克豬、杜洛克豬×淮豬新品系的飼料轉(zhuǎn)化率分別比淮豬新品系降低25.69%、8.68%(P<0.05)，杜洛克豬的飼料轉(zhuǎn)化率也比杜洛克豬×淮豬新品系降低18.63%(P<0.05)。杜洛克豬、杜洛克豬×淮豬新品系達(dá)100kg校正日齡分別比淮豬新品系降低13.86%、14.39%(P<0.05)。

表1　三個(gè)豬種生長(zhǎng)性狀的比較

注：同一行肩標(biāo)不同字母表示差異顯著(P<0.05)，相同字母表示差異不顯著(P>0.05)

2.2豬IGF-1基因多態(tài)性檢測(cè)

豬IGF-1基因經(jīng)PCR-RFLP(HhaI酶切)檢測(cè)，存在2個(gè)等位基因A(151/28 bp)和B(116/35/28 bp)，產(chǎn)生AA、AB和BB基因型(圖1)。

圖1　豬IGF-1基因多態(tài)性檢測(cè)

2.3IGF-1基因型頻率和基因頻率

IGF-1基因在三個(gè)豬群中的基因型頻率和基因頻率，見(jiàn)表2。在杜洛克豬中只檢測(cè)到BB型；在淮豬新品系中檢測(cè)到AB和BB型，其中BB型頻率較高；在杜洛克豬×淮豬新品系中檢測(cè)到AA、AB和BB型，其中AB型頻率最高。三個(gè)豬種IGF-1基因都是以B的基因頻率較高，為優(yōu)勢(shì)等位基因。

表2　IGF-1基因型頻率和基因頻率

2.4IGF-1基因的遺傳效應(yīng)分析

由于杜洛克豬IGF-1基因沒(méi)有檢測(cè)到多態(tài)性，因此,僅對(duì)淮豬新品系、杜洛克豬×淮豬新品系進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。由表3可知，在淮豬新品系中，BB型豬的平均日增重、飼料轉(zhuǎn)化率和達(dá)100kg校正日齡都優(yōu)于AB型，但差異不顯著(P>0.05)。在杜洛克豬×淮豬新品系中，BB型豬的平均日增重、飼料轉(zhuǎn)化率和達(dá)100kg校正日齡均依次優(yōu)于AB和AA型，但差異不顯著(P>0.05)。

表3　IGF-1基因多態(tài)性與豬生長(zhǎng)性狀的關(guān)聯(lián)分析

3討論

3.1豬生長(zhǎng)性狀的比較

經(jīng)種豬生產(chǎn)性能自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)定，杜洛克豬×淮豬新品系的平均日增重達(dá)822.78g/d、達(dá)100kg校正日齡為161.44d，這兩項(xiàng)生長(zhǎng)性狀指標(biāo)均明顯優(yōu)于淮豬新品系，也稍好于杜洛克豬；杜洛克豬×淮豬新品系的飼料轉(zhuǎn)化率為2.63，雖顯著低于淮豬新品系，但仍顯著高于杜洛克豬。因此，除了測(cè)定期的飼料轉(zhuǎn)化率不如杜洛克豬，杜洛克豬×淮豬新品系的平均日增重和達(dá)100kg校正日齡都與杜洛克豬相當(dāng)，且其三項(xiàng)生長(zhǎng)性狀指標(biāo)都明顯優(yōu)于淮豬新品系，表明培育的淮豬新品系與杜洛克豬雜交效果較好。

3.2IGF-1基因與豬生長(zhǎng)性狀的相關(guān)性

IGF-1基因作為豬生長(zhǎng)性狀的候選基因，已在多個(gè)豬種開(kāi)展了多態(tài)性的檢測(cè)。本研究結(jié)果表明，杜洛克豬僅存在IGF-1基因BB型，淮豬新品系、杜洛克豬×淮豬新品系都以等位基因B占優(yōu)勢(shì)。方美英等[10]發(fā)現(xiàn)中外六個(gè)豬種的IGF-1基因頻率存在差異，除了香豬和桃源豬，其他四個(gè)豬種都是等位基因B頻率最高，與本研究檢測(cè)結(jié)果相似。但是，丁艷等[8]在撒壩豬、強(qiáng)巴央宗等[11]在藏豬中的檢測(cè)結(jié)果都是A為IGF-1的優(yōu)勢(shì)等位基因，與本試驗(yàn)結(jié)果不一致。這除了與樣本量和隨機(jī)采樣不同有關(guān)，還與不同豬種的遺傳背景差異有關(guān)。

生長(zhǎng)性狀作為豬育種中的主選經(jīng)濟(jì)性狀之一，在相同條件下，豬的日增重越快，飼料轉(zhuǎn)化率(料重比)越低，達(dá)目標(biāo)體重的日齡越短，無(wú)疑會(huì)提高養(yǎng)豬業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此,研究影響豬生長(zhǎng)性狀的候選基因，對(duì)于篩選提高豬生長(zhǎng)速度的分子遺傳標(biāo)記具有重要的意義。本試驗(yàn)結(jié)果表明，生長(zhǎng)性能優(yōu)異的杜洛克豬全為IGF-1基因BB型；在杜洛克豬×淮豬新品系中，BB型豬的平均日增重、飼料轉(zhuǎn)化率和達(dá)100kg校正日齡有依次優(yōu)于AB和AA型的趨勢(shì)；在淮豬新品系中，BB型豬的平均日增重、飼料轉(zhuǎn)化率和達(dá)100kg校正日齡有優(yōu)于AB型的趨勢(shì)，即IGF-1等位基因B可能有提高豬生長(zhǎng)性狀的潛力。丁艷等[8]在撒壩豬的研究認(rèn)為，IGF-1基因的AB型個(gè)體的生長(zhǎng)性狀較優(yōu)，等位基因B具有增效效應(yīng)，這與本研究結(jié)果有一定的相似。但是，前期在淮豬新品系Ⅱ系一、二世代群體中發(fā)現(xiàn)AA型個(gè)體生長(zhǎng)性狀(30～90kg平均日增重、達(dá)90kg校正日齡)有優(yōu)于AB、BB型的趨勢(shì)[12]，與此次在淮豬新品系、杜洛克豬×淮豬新品系中的試驗(yàn)結(jié)果不一致，這除了樣本數(shù)和測(cè)定指標(biāo)的不同，還提示IGF-1基因?qū)ωi生長(zhǎng)性狀的遺傳效應(yīng)可能存在著品種和群體(同一豬種不同世代)差異。由于本試驗(yàn)的樣本量較少，今后在保證生產(chǎn)性能準(zhǔn)確測(cè)定的基礎(chǔ)上，需要擴(kuò)大樣本以進(jìn)一步研究IGF-1基因多態(tài)性與豬生長(zhǎng)性狀的相關(guān)性，從而開(kāi)展標(biāo)記輔助選擇來(lái)提高豬的生長(zhǎng)速度。

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(責(zé)任編輯：馬世堂)

Association between the IGF-1 Gene Polymorphism and Growth Traits in Pigs

XU Jin-gen1, 2, TAO Li2, WANG Li-ke1, WANG Chong-long2, LIU Lin-qing2, LI Qing-gang2*

(1. College of Animal Science, Anhui Science and Technology University, Fengyang 233100, China;2. Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei 230031, China)

Abstract：Objective: To explore the production performance of Huai pig hybrided with Duroc pigs, and to analyze the genetic effect of the IGF-1gene on growth traits in pigs. Method: Growth traits of Duroc pigs, Huai pig and Duroc pigs×Huai pig were measured by the automatic feeding system of ACEMA64. In addition, the IGF-1 gene polymorphism was detected by polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) method in these tested pigs. Results: The average daily gain and corrected day at 100kg of Duroc pigs and Duroc pigs×Huai pig were significantly better than Duroc pigs×Huai pig(P<0.05); the feed conversion rate of Duroc pigs×Huai pig was significantly lower than Huai pig(P<0.05), but was significantly higher than Duroc pigs (P<0.05). PCR products of the IGF-1 gene were digested with the HhaI enzyme, and only BB genotype was detected in Duroc pigs; AB and BB genotypes were detected in Huai pig; AA, AB and BB genotypes were detected in Duroc pigs×Huai pig. Association analysis showed that the differences were existed in the average daily gain, feed conversion rate, and corrected day at 100kg among three genotype individuals, but the differences were not significant (P>0.05). Among them, the growth traits of individuals with the BB genotype had a better trend than that of AB genotype in Huai pig new line, and individuals with the BB genotype had a better trend than that of AB and AA genotypes in Duroc pigs×Huai pig new line. Conclusion: Huai pig new line and Duroc pigs have a good hybrid effect, but the IGF-1 gene is taken as a molecular marker for improving the growth traits of pigs still needs further verification.

Key words:Pig; IGF-1; Gene polymorphism; Growth traits

中圖分類號(hào)：S813.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-8772(2016)01-0007-05

作者簡(jiǎn)介：許金根(1984-)，男，安徽省肥西縣人，博士，講師，主要從事動(dòng)物遺傳育種研究。*通訊作者:李慶崗，副研究員，E-mail：lqg3375@163.com。

基金項(xiàng)目：安徽省教育廳自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(KJ2016A180)；安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院杰出青年創(chuàng)新基金項(xiàng)目(14B0404)；安徽省自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(1608085QC72)。

收稿日期：2015-11-13