白東義，趙若陽，拉?，敚瑘D格琴，王文興，黃博光，芒 來*

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學動物科學學院，內(nèi)蒙古自治區(qū)馬屬動物遺傳育種與繁殖重點實驗室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部馬屬動物遺傳育種與繁殖科學觀測實驗站，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學馬屬動物研究中心，內(nèi)蒙古呼和浩特 010018；2.內(nèi)蒙古中蘊馬產(chǎn)業(yè)集團，內(nèi)蒙古錫林浩特 026000）

豹點毛馬表型（Leopard Complex Spotting）獨特，起源于非常古老的突變，西方的古代壁畫很早就有對其表型的記載；其存在范圍廣，從亞洲到西歐的品種都可以找到此類表型[1-2]。與國內(nèi)傳統(tǒng)的根據(jù)馬毛色外觀分類（大類分為騮毛、栗毛、黑毛、白毛和青毛）不同，國外從遺傳機理角度將馬的毛色分為基礎毛色、淡化毛色及白斑和褪色（包括白色）3 大類型。后兩者是由多種修飾基因?qū)A毛色馬進行修飾后產(chǎn)生的，其中，豹點毛色屬于白斑表型[3]，馬體有白色區(qū)域，通常集中在臀部或軀干更廣的范圍，眼部有白色鞏膜，馬蹄具有豎條紋，顯著特點是白色區(qū)域及斑點以背軸基本對稱分布。國外馬品種Appaloosa 和Pony of the Americas 中存在大量豹點毛表型馬，在Noriker、Tannu Tuva Pony 和Spanish Mustang 馬品種中也有此類表型[4-6]。中國的馬品種中，蒙古馬和新疆馬類群中曾報道存在豹點毛馬[7]。在大部分馬種群中，豹點毛表型出現(xiàn)的頻率并不高；甚至在一些馬種中（如阿拉伯馬）豹點毛表型更加稀少；但是大多Knabstrupper 馬均為豹點毛表型；作為馬品種中不常見的表型，豹點毛復雜的遺傳機理可以為其他特殊馬毛色的研究提供借鑒。

豹點毛馬有良好寓意，非常受歡迎，我國領(lǐng)導人對蒙古國進行國事訪問時獲贈的2 匹蒙古馬也均為豹點毛色。但因缺乏保種意識目前我國的豹點毛馬數(shù)量并不多[7]。現(xiàn)中蘊馬產(chǎn)業(yè)集團位于內(nèi)蒙古錫林浩特市的馬產(chǎn)業(yè)園正在積極選育豹點毛表型馬作為觀賞旅游用馬。因此，了解豹點毛馬形成的遺傳機理對選育工作的開展非常重要。

1 豹點毛表型主要分類

標準的豹點毛色馬表現(xiàn)為白色馬體上均勻散布著圓形或橢圓形色素斑點，這類馬非常容易和其他類型的豹點毛表型馬區(qū)分開來，通常的表型如表1 中的Leopard。不同表型的豹點毛馬形成機理非常復雜，目前的研究表明有3 個基本因素決定了豹點毛一系列表型：首先，Lp 等位基因決定了是否會產(chǎn)生豹點毛表型；其次，修飾基因決定了斑點分布于馬體的哪些區(qū)域；再次，另一些修飾基因決定了馬體上斑點的形狀（圓形到橢圓形）、顏色和大小[8]。三因素缺一不可，相互作用，致使豹點毛馬具有多樣的表型。

未經(jīng)系統(tǒng)研究時，豹點表型馬被肉眼區(qū)分為多種不同的、獨立的毛色表型，每種表型從外觀上看沒有任何聯(lián)系（表1），從而產(chǎn)生了五花八門的馬毛色名稱，根據(jù)斑點最小到最大，最少到最多，包括mottled、frost、snowflake、varnish roan、blanket、snowcap blanket、near leopard（接近標準豹點毛色，馬體約80%～90%白色區(qū)域均帶有斑點）、leopard 和few spot leopard。以上每一種表型都具有其獨特的特征，馬體上同時表現(xiàn)出2 種或更多表型特征也很常見。盡管在視覺上差異較大，但這些看似獨立的表型都可歸因于同樣的遺傳機理，且都由同一個主基因調(diào)控。如snowflake 表型與leopard 表型外觀差異非常大，很難想象它們是由相同的遺傳機制產(chǎn)生。

2 豹點毛色表型的遺傳機理

豹點毛色表型非常復雜，某些情況下肉眼判定馬匹屬于何種毛色表型非常困難。研究表明，控制這一系列表型基本圍繞著一個雙基因座模型，這一遺傳模型中的主基因可使豹點毛馬身體白色區(qū)域的范圍產(chǎn)生不同變化。除此之外，還有一些其他的修飾基因參與調(diào)控，它們共同作用形成了一系列表型（從全身遍布斑點、只在一定區(qū)域分布到幾乎完全為白色）。雖然產(chǎn)生這些表型的基因相互作用關(guān)系是復雜的，但是簡化后的雙基因座模型可以展示這一表型形成的基本原理。這個模型可以直觀的理解為，存在1 個主基因決定了馬是否為豹點毛色馬，然后許多其他的修飾基因會影響斑點的范圍、顏色和大小等（圖1）。

表1 幾類典型豹點毛表型

圖1 豹點毛馬遺傳機理圖[9]

2.1 決定豹點毛色表型的主基因 決定是否產(chǎn)生豹點毛色表型的是一個單等位基因（leopard complex，LpLp）。LpLp為不完全顯性遺傳，純合子與雜合子具有不同表型。等位基因型為LpLpLpLp的純合子馬體上幾乎看不到色素斑點存在，但雜合子通常具有斑點。純合子（LpLpLpLp）和雜合子（LpLpLp+）白色區(qū)域分布程度大不相同，完全獨立遺傳（圖1）。

雜合子通常從白色最小范圍的區(qū)域（只有臀部）到全身帶有斑點。純合子在上述相同區(qū)域則無明顯斑點（多數(shù)為few spot leopard 表型，存在snowcap blanket 表型）。一些只含單個顯性等位基因LpLp的雜合子馬在出生時并沒有豹點毛表型，但有一些其他特征可證明該等位基因確實存在，如皮膚斑駁、馬蹄上含斑紋和鞏膜呈白色[10-11]，這些馬隨著年齡的增長會被認為是沙色毛馬[5]。這一現(xiàn)象在純合子和雜合子上都存在，分別具有完全不同的基因型。雜合子和純合子馬中都可能出現(xiàn)白耳表型，因此這項不能作為判定合子性的指標。

除了外觀表型有明顯的差異外，其他一些表型差異也可初步區(qū)分純合子和雜合子。純合子馬患有先天性靜止性夜盲癥[6]，在弱光條件下看不見東西[12-15]。一些純合子馬的眼睛有時比其他馬小一些，偶爾會向上傾斜，這使它們看起來總像是在向上看[15]，這種特征最可能發(fā)生在純合子中，但極少數(shù)也可能出現(xiàn)在雜合子中。純合子和雜合子的馬蹄條紋也有區(qū)別，雜合子是深色蹄壁上有淺色的垂直條紋，而在一些純合子上則相反，即白色馬蹄上具有深色的垂直條紋。另外，許多純合子都具有完全接近白色的蹄子。盡管存在許多表型的辨別方式，判斷一匹豹點毛色馬是純合子還是雜合子最準確的方法還得通過DNA 檢測，單憑表型推測是不可靠的[16-17]。

產(chǎn)生豹點毛表型的主基因為瞬時受體電位離子通道家族成員1（M 亞家族）基因 （Transient Receptor Potential Cation Channel, Subfamily M, Member 1，TRPM1），此基因位于馬1 號染色體。由于TRPM1 基因內(nèi)含子1 中有1 378 bp 堿基插入影響了基因的正常表達，最終導致了產(chǎn)生豹點毛表型及純合子馬的夜盲表型[18-19]。研究馬的這種遺傳特性有助于闡明TRPM1 蛋白在馬、人和小鼠眼睛夜視功能中的作用，比如含TRPM1 突變的人也有夜盲癥，但他們沒有任何皮膚或毛發(fā)色素沉著發(fā)生變化[20-22]。目前的研究一直致力于解釋TRPM1 基因中這些插入的DNA 堿基如何改變馬的色素沉著。這種插入來源于逆轉(zhuǎn)錄病毒，馬被馴化之前就已存在。這種突變可以追溯到更新世時期[23]。

LpLp等位基因是唯一決定馬是否產(chǎn)生豹點毛表型的因素，馬必須遺傳到這一等位基因才會具有豹點毛色的復雜表達模式并表現(xiàn)出相關(guān)表型特征。所有具此表型的馬中，上文提到的3 個基本因素都可能會經(jīng)修飾基因修飾，這些基因從完全被抑制，從最小表達到最大表達產(chǎn)生出了有規(guī)律的一系列表型。許多導致這些表達差異的修飾基因都具遺傳性，產(chǎn)生的表型獨特，因此這些修飾基因在育種中很容易被馬飼養(yǎng)者選擇后保留下來，與古代均為自然選擇保留下來的毛色表型不同[24-26]，這類表型幾乎是人工選擇的產(chǎn)物[27]。

2.2 決定豹點毛色表型的修飾基因

2.2.1 影響豹點毛表型的主要修飾位點——Pattern 1 Pattern 1 型（或稱PATN1 型）是對豹點毛表型影響程度最大的修飾位點。截止目前為止，大多數(shù)關(guān)于豹點毛表型的分子研究都基于此修飾位點[4,8]。PATN1 顯性遺傳，在決定馬體出生時白色區(qū)域范圍超過60% 時起關(guān)鍵作用，包括leopard 和near leopard，基因型一般表示為LpLpLp+、 PATN1P—，而few spot leopards 和near few spot leopards 基因型表示為LpLpLpLp、 PATN1P—。Blanket 表型馬通常缺乏PATN1P這一顯性等位基因，如果馬臀部的白色區(qū)域中有色素斑點，則基因型表示為LpLpLp+、PATN1+PATN1+。

帶有PATN1P 等位基因的馬出生時具有60%～100%的白色區(qū)域，包括blanket 和 leopards。大多數(shù)馬至少有80% 的白色區(qū)域，但有一些馬例外，它們的白色區(qū)域范圍被其他一些因素抑制，這些例外下文將進行詳細討論。

那些只含PATN1+卻沒有PATN1P基因型的馬通常只具有0%～40%的白色區(qū)域。出生時具有40%～60%白色區(qū)域的馬很難判斷其具有PATN1+還是PATN1P哪種基因型，特別是介于這一區(qū)間內(nèi)blanket 表型的馬。還有在一些極特殊情況下，馬體雖表現(xiàn)出超過60% 的白色區(qū)域，但不含PATN1P顯性等位基因。這可能是由于該修飾基因未表達出來相應表型。除這些例外情況，大多數(shù)馬可通過白色區(qū)域的面積準確地判別出其具有哪類PATN1 等位基因。

有些馬雖具有PATN1P顯性等位基因但不具有LpLp（或Lp+Lp+）等位基因，馬體不會出現(xiàn)白色區(qū)域表型。這是由于缺乏LpLp主基因致使PATN1P等位基因沒有表達。這也是一些農(nóng)場主育種時保留無豹點毛表型馬的原因，因為它們具有的PATN1P等位基因可以遺傳給后代，如果將其與含LpLp等位基因的馬匹交配，后代仍然可以產(chǎn)生標準豹點毛馬。

PATN1 位點定位于馬3 號染色體。經(jīng)證實，RFWD3（RING finger and WD repeat domain 3） 基 因3'-UTR 區(qū)單核苷酸多態(tài)性（T＞G）與PATN1 表型相關(guān)[8]。這種突變調(diào)控了后續(xù)基因產(chǎn)物的數(shù)量，從而影響色素合成。但此基因在色素沉著中的作用尚不清楚[8]。

綜上所述，產(chǎn)生這一系列表型的基本原理均是由于LpLp和PATN1P2 個等位基因的開關(guān)所致。

2.2.2 其他與馬體白色區(qū)域范圍相關(guān)的因子 除了PATN1修飾位點外，其他一些修飾位點也參與調(diào)控豹點毛表型白色區(qū)域的范圍[28-30]，它們以復雜的方式互相作用產(chǎn)生最終表型。這些修飾基因的相互作用存在拮抗關(guān)系，這些額外的修飾作用可以解釋為什么一些具有LpLp和PATN1P顯性等位基因的馬體只有60%的白色區(qū)域，而其他的則具有90%～100% 的白色區(qū)域，也同樣解釋了為什么在40%～60%白色區(qū)域范圍內(nèi)的豹點毛表型有的含PATN1P，有的卻沒有。除了PATN1P，其他的修飾位點遺傳機理非常復雜，還未被研究透徹[8,29,31]。

基礎毛色有助于確定豹點毛表型白色區(qū)域的范圍[32]。其中，栗毛馬馬體平均具有更大范圍的白色區(qū)域，黑毛馬較小，騮毛、褐騮毛馬介于這兩者之間[32]。淡化毛色相關(guān)基因?qū)Ρc毛表型白色區(qū)域的大小沒有影響。

性別對白色區(qū)域的范圍也有影響。公馬的白色區(qū)域平均比母馬多10%～15%。這在不同馬群中的表現(xiàn)也略有不同[9,32]。

若豹點毛表型的馬同時具有沙邊毛馬（Sabino，Sb 位點）[3,33]表型，則白色區(qū)域的面積平均達10% 左右。這也許是多個基因位點參與后產(chǎn)生了增效效應。少數(shù)豹點毛馬種群中沒有Sb 和PATN1P等位基因的馬為blankets，具有明顯大范圍的白色區(qū)域（高達70%）。這與near leopard 的表型相近，但基因型完全不同，并不是PATN1+所致。這表明除PATN1P外，其他的低基因頻率修飾基因也可以在決定白色區(qū)域大小中發(fā)揮重要作用。這些其他修飾位點以及具體調(diào)控機理還不清楚[34-35]。它們可能存在于所有豹點毛馬品種中，可能只特定存在于少數(shù)馬品種中，也可能僅限于少數(shù)幾個馬家族中具有。同樣不確定這些修飾位點與哪些基因相關(guān)[36-40]。

2.2.3 其他與斑點表型相關(guān)的因子 馬體斑點的大小和數(shù)量和多種因子相關(guān)。如馬的基礎毛色、臉部和腿部別征以及性別[10,41]。

基礎毛色[9]類型對豹點毛表型具有重要影響。黑毛馬往往具有最大和最多的斑點。相比之下，栗毛馬具有的斑點最小最少。騮毛和褐騮毛的斑點大小和數(shù)量介于黑毛馬和栗毛馬之間。淡化毛色相關(guān)基因似乎對斑點的大小和數(shù)量沒有任何影響。

面部和腿部具有白色別征，斑點數(shù)量和尺寸相應會減少[42]。類似地，沙邊毛表型與豹點毛表型結(jié)合，傾向于減少白色區(qū)域中斑點的大小和數(shù)量。這可能導致一些雜合LpLpLp+馬的表型與沙邊毛表型相類似，卻還有可能是純合的snow cap（LpLpLpLp）。經(jīng)典的沙毛馬（Roan）[9]基因幾乎不會使馬身上產(chǎn)生斑點。此外，雄性比雌性具有更大的斑點，而雌性斑點小但數(shù)量更多。造成這些性別差異的原因尚不清楚[32]。

對斑點的大小和數(shù)量影響最大的還是LpLp等位基因本身。純合子（LpLpLpLp）馬的白色區(qū)域幾乎沒有含色素的斑點出現(xiàn)。當這些純合子同時具有PATN1P顯性等位基因時，它們表現(xiàn)為few spot leopards；當不表達這一等位基因時，它們表現(xiàn)為snow cap blankets。

2.2.4 修飾影響沙色表型的程度 亮沙色毛（Varnish roan）屬于豹點毛表型，與沙毛馬（Roan）和青毛（Gray）表型相近[43]，但遺傳機理不同。同時具Roan 表型的豹點毛馬可附加產(chǎn)生從varnish roan、frost 到snowflake等等白斑范圍不同的表型。這些區(qū)別通常是由于馬年齡增長，白色毛發(fā)的生長范圍不同造成的。一些有著豹點毛馬遺傳背景的馬最終會形成亮沙色毛，而另一些馬則近乎全白。

有影像資料證明，基礎毛色馬，無論是否具有臉部或腿部別征，性別都會對最終的表型產(chǎn)生影響。無臉部、腿部別征的黑色基礎毛色母馬對varnish roaning 或snowflake roaning 影響很小[5]。此外，純合子（LpLpLpLp）馬比雜合子馬表現(xiàn)出更廣泛的roan 表型[5]。這些差異導致了最終不同的表型，目前沒有進行分子水平上的研究。

3 小 結(jié)

豹點毛馬所具有的表型種類繁雜且看似毫無關(guān)聯(lián)，起初很容易讓人認為此類表型等位基因在遺傳上是非常不穩(wěn)定的，在遺傳過程中經(jīng)常會出現(xiàn)基因突變。在其他物種中也存在類似的情況（如狗中的merle 表型[44]）。然而，在對豹點毛馬家族的研究中，沒有任何證據(jù)表明豹點毛等位基因遺傳上的不穩(wěn)定性，所以這一系列表型可能存在一個共同的遺傳機理，而不是頻繁的基因突變所致[1]。

少數(shù)品種中含LpLp等位基因，但因缺乏PATN1P等位基因或任何其他主要修飾基因，這些品種基本不具有豹點毛表型。這是因為馬體白色區(qū)域的范圍受到PATN1P或其他修飾基因抑制，未產(chǎn)生相應表型。 有些品種，如Connemara、Welsh Pony 和 American Quarter Horse，通常缺乏PATN1P或其他修飾基因。然而，在這些品種中偶爾也會出現(xiàn)一些非常標準的豹點毛表型馬。對此的一種解釋是PATN1P（或其他一些未被發(fā)現(xiàn)的修飾位點）在某些極少數(shù)的情況下可以和LpLp相互作用，導致馬體白色區(qū)域增加。

LpLp位點的存在使豹點毛馬體產(chǎn)生白色區(qū)域并具有深色的色素斑點。PATN1P位點的存在將豹點毛馬表型變?yōu)橐粋€雙基因座模型。LpLp是一個主基因位點，PATN1P和其他尚未確定的修飾位點（促進和抑制）共同作用決定了最終表型。結(jié)果是具有LpLp位點但缺少其他修飾位點的馬幾乎不表現(xiàn)豹點毛表型，攜帶PATN1P但沒有LpLp的馬也不具有豹點毛表型。所以，只有同時具有LpLp和PATN1P基因位點的馬更傾向于產(chǎn)生豹點毛表型。