楊曉雯,陳 靜,劉顯軍*,李建濤,李海東
(1.沈陽農(nóng)業(yè)大學畜牧獸醫(yī)學院,遼寧沈陽 110866;2.沈陽博睿農(nóng)牧科技有限公司,遼寧新民 110300)
視黃醇結(jié)合蛋白(Retinol-Binding Proteins,RBPs)是動物體內(nèi)低分子量細胞外視黃醇的主要疏水轉(zhuǎn)運蛋白,它在調(diào)節(jié)維生素A 及其代謝物的生理功能方面起著不可替代的作用[1]。19 世紀中期首次發(fā)現(xiàn)RBP,隨后又從人類及各種動物代謝物中分離出RBP。血液中RBP 具有轉(zhuǎn)運維生素A 的功能。維生素A 對動物機體的許多生理過程至關重要,如視力、生長、發(fā)育、繁殖、脂質(zhì)和葡萄糖代謝,主要通過激活轉(zhuǎn)錄因子[2],血漿RBP 含量反映了生物體中維生素A 含量,當維生素A 缺乏時,RBP 水平會下降。RBP 是最重要的細胞外視黃醇轉(zhuǎn)運蛋白,也是含量最豐富的視黃醇類結(jié)合蛋白之一[3],這些結(jié)合蛋白有4 種剪切形式,分別是RBP1、RBP2、RBP3 和RBP4。視黃醇結(jié)合蛋白4(RBP4)屬于疏水性分子結(jié)合蛋白,是唯一己知的在血液中運輸視黃醇的結(jié)合蛋白,同時也是脂肪因子和脂肪酸的轉(zhuǎn)運蛋白。
RBP4基因mRNA 全長914 bp,相對分子質(zhì)量為21 ku,由181 個氨基酸組成。人和雞的RBP4基因分別在第10號染色體(10q24)和第6 號染色體上,牛和豬的RBP4基因分別位于第26 號染色體上和第14 號染色體上[4]。
RBP4 是RBP 家族4 種蛋白中唯一的循環(huán)成員,有助于視黃醇從肝臟運輸?shù)酵庵芷鞴賉4]。許多細胞反應過程都依賴于視黃醇的調(diào)節(jié),特別是基因表達的調(diào)節(jié),通過結(jié)合參與上皮表面維護、免疫能力和生殖的核轉(zhuǎn)錄因子[5],從而使RBP4 成為有機體的一個重要因子。長期以來,視黃醛轉(zhuǎn)運被認為是RBP4 的唯一功能。RBP4 作為視黃醇的系統(tǒng)性和細胞間轉(zhuǎn)運的介質(zhì),在細胞視黃醇的流入、流出和交換中起著重要作用,在視黃醇的細胞間轉(zhuǎn)運和積累中起著重要作用[6]。RBP4主要在肝細胞中表達,在脂肪細胞和其他細胞類型中表達較少,并且作為視黃醇的唯一特異性血液轉(zhuǎn)運蛋白發(fā)揮作用。因此,近年來,RBP4基因?qū)δ肛i繁殖性能的影響引起了國內(nèi)外研究人員的廣泛關注,RBP4基因常被用作影響動物繁殖性能的候選基因。本文總結(jié)了RBP4基因?qū)δ肛i繁殖性能的影響,旨在為母豬選種、育種等繁殖性能研究提供依據(jù)。
1.1RBP4基因與胚胎發(fā)育關系 除了肝臟合成RBP4外,RBP4基因的mRNA 在豬的妊娠和胎盤上皮細胞、輸卵管、卵巢、卵泡、黃體、小腸、睪丸、附睪和子宮內(nèi)膜等組織中表達[1]。研究表明,RBP4基因?qū)游锱咛グl(fā)育有著重大影響,尤其對豬胚胎發(fā)育和繁殖性能影響更為重大[7]。目前RBP4基因與繁殖性能相關表達的規(guī)律研究主要集中在動物發(fā)情期和妊娠期的mRNA 水平監(jiān)測。
RBP4基因在豬的妊娠和胎盤上皮細胞、輸卵管、卵巢、卵泡、黃體胚泡快速生長期表達,這是胚胎存活的關鍵時期[8]。Che 等[9]研究表明,妊娠第35 天的大白豬RBP4的表達水平升高,表明較高的膳食能量攝入可促進維生素A 轉(zhuǎn)運,從而提高胎兒的存活率。杜紅麗等[10]研究表明,RBP4可能對二花臉早期胚胎的存活起一定促進作用,很大程度上影響二花臉豬高產(chǎn)仔量,但其原理和機制還需進一步研究。Harney 等[11]研究發(fā)現(xiàn),母豬妊娠10~12 d,孕婦子宮內(nèi)膜中RBP4基因的表達增加,表明RBP4在孕期子宮和孕體生理中起著重要作用。張果[12]研究表明,母豬胚胎的存活率與胚胎RBP4基因的表達量呈正比。劉光芒等[13]研究發(fā)現(xiàn),RBP含量增加能把更多的視黃醇運送給發(fā)育中的胚胎,從而減少胚胎死亡率。RBP4基因可以改善胎兒大小的均勻性和發(fā)育的同步性,從而提高胎兒的存活率[14]。因此,RBP4可能在胚胎發(fā)育時發(fā)揮作用,是繁殖性能的候選基因。
1.2RBP4基因多態(tài)性與母豬繁殖性狀的關系 RBP4 是妊娠期產(chǎn)生的主要蛋白之一,由于RBP4基因?qū)β雅莺团咛グl(fā)育具有重要的調(diào)節(jié)作用,因此該基因與母豬產(chǎn)仔數(shù)相關[15]。
就RBP4基因型對母豬主要繁殖性能的影響而言,Marantidis 等[16]研究表明,AA 和AB 基因型產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔豬數(shù)都顯著提高,使等位基因A 作為一個具有附加效應的等位基因。Sp?tter 等[17]、Messer 等[18]的研究也表明AA 基因型與產(chǎn)仔數(shù)、活仔數(shù)相關。此外,Terman 等[19]研究發(fā)現(xiàn),等位基因B 的存在對產(chǎn)仔數(shù)有負面影響,表明等位基因A 有利于繁殖。此外,Sun 等[20]研究發(fā)現(xiàn)AA 基因型比BB 基因型母豬多產(chǎn)仔0.64 頭。羅仍卓么等[21]研究發(fā)現(xiàn),北京黑豬群體RBP4基因第1 內(nèi)含子檢測到1 個MSP 酶切多態(tài)位點,共包括3 種基因型,其中AB 基因型頻率最高,其次為AA 型,BB 型最小,等位基因A 為優(yōu)勢基因。王斌虎等[22]研究結(jié)果表明,對于RBP4基因,AA 基因型經(jīng)產(chǎn)母豬的總產(chǎn)仔數(shù)、健仔數(shù)、初生窩重高于BB 基因型,AB 基因型最低。吳華莉等[23]研究發(fā)現(xiàn),對豬繁殖性能效應影響最大的是RBP4基因,在3 個豬群體內(nèi)AA 型的總產(chǎn)仔數(shù)比BB 型高0.53~0.86。
在其他母豬群體(雜交品種或純品種)中獲得的數(shù)據(jù)未能在RBP4基因型和多產(chǎn)性方面達到統(tǒng)計學意義上的顯著差異[24]。此外,Wang 等[25]研究表明,BB 基因型比AA 和AB 基因型顯示出更高的產(chǎn)仔數(shù)。楊國偉[26]研究表明,多產(chǎn)母豬和經(jīng)產(chǎn)母豬的BB 基因型均高于AA 基因型和AB 基因型。王萬興[27]研究結(jié)果表明,3種基因型的總產(chǎn)仔數(shù)及產(chǎn)活仔數(shù)均表現(xiàn)為GG>GA>AA基因型,其中GG 基因型的總產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)顯著高于AA 基因型。胡閃耀等[28]研究發(fā)現(xiàn),在美系和法系大白豬中,初產(chǎn)和經(jīng)產(chǎn)母豬RBP4基因BB 基因型個體的總產(chǎn)仔數(shù)、健仔數(shù)和初生窩重均顯著高于AA 基因型個體。劉璐等[29]研究發(fā)現(xiàn),長白豬群體第2 胎BB 基因型在總產(chǎn)仔數(shù)、活產(chǎn)仔數(shù)、斷奶仔豬數(shù)、初生窩重、斷奶窩重等方面均高于AA 基因型和AB 基因型,第3 胎BB 基因型總體上也是有利的基因型,這與何慶玲等[30]的研究結(jié)果一致。Terman 等[31]研究發(fā)現(xiàn),BB 基因型母豬的產(chǎn)仔數(shù)顯著高于AA 基因型和AB 基因型,與孫延曉[32]的研究結(jié)果一致。
綜上所述表明,RBP4基因?qū)δ肛i繁殖性能產(chǎn)生的遺傳效應在不同群體中并不一致。因此,還需要擴大實驗群體,增加繁殖性狀數(shù)據(jù),進一步分析RBP4基因?qū)Σ煌后w繁殖性能的影響。此外,RBP4基因的等位基因似乎對所需的表型繁殖性狀產(chǎn)生了附加效應,這表明等位基因AA 和BB 可以被納入母豬群體的標記輔助選擇計劃中。
1.3RBP4基因與其他基因互作 由于母豬繁殖性狀受多基因調(diào)控,若只考慮單一基因可能會影響準確性,但關于RBP4基因與其他基因相互作用對動物繁殖性能的影響研究較少,尚未得出結(jié)論,不過可以肯定的是,RBP4基因與其他基因之間存在一定的相關性。王立辛等[33]研究了雌激素受體(ESR)基因、卵泡刺激素β亞基(FSH-β)基因、催乳素受體(PRLR)基因和RBP4基因?qū)δ肛i產(chǎn)仔數(shù)的影響,結(jié)果表明,AABBAB是最佳基因型,組合基因型的遺傳效應明顯高于單基因型;然而,組合基因型對產(chǎn)仔數(shù)的影響不顯著,其對產(chǎn)仔數(shù)的遺傳效應不是各基因型效應的簡單疊加,而是略高于單基因型效應,為生產(chǎn)和應用提供了一定依據(jù)。馬力鵬等[34]研究顯示,初產(chǎn)母豬骨橋蛋白(OPN)基因-RBP4的優(yōu)勢合并基因型ABAB 個體的總產(chǎn)仔數(shù)和產(chǎn)活仔數(shù)較BBAB 分別多3.26 頭和3.16 頭,健仔數(shù)較ABBB 型個體多3.08 頭;經(jīng)產(chǎn)母豬ABAA 合并型個體總產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)和健仔數(shù)較AAAA 型個體多0.67、1.1、1.45 頭。王斌虎等[22]利用PCR-RFLP 技術(shù)檢測試驗豬群(核受體輔激活因子1)NCOA1和RBP4基因的多態(tài)性,結(jié)果顯示對于NCOA1和RBP4的合并基因型,經(jīng)產(chǎn)母豬的總產(chǎn)仔數(shù)、活仔數(shù)、健仔數(shù)、死胎數(shù)、初生窩重均表現(xiàn)為ABBB 型>AAAB 型,且ABBB 型個體的總產(chǎn)仔數(shù)、死胎數(shù)極顯著高于AAAB 型。綜上所述表明,合并基因型效應稍高于單個基因型效應。
RBP4基因?qū)δ肛i的繁殖性能產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)和健仔數(shù)有一定的影響,對于RBP4基因與其他基因互作方面有待于進一步的發(fā)掘研究。隨著分子生物學和生物信息學的發(fā)展,RBP4對母豬繁殖性能的影響越來越清晰,通過RBP4基因?qū)δ肛i繁殖性能的研究進行改良,前景十分光明。