李 丹,馬麗娜,施 安,王 燕,侯鵬霞,梁小軍*
(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院,陜西西安 712100;2.寧夏農(nóng)林科學(xué)院動物科學(xué)研究所,寧夏銀川 750002)
Booroola (FecB)基因是在綿羊中鑒定出的第一個高繁殖力主效基因[1],其遺傳效應(yīng)是增加排卵數(shù)和產(chǎn)羔數(shù)[2]。目前,F(xiàn)ecB 突變作為高產(chǎn)羔數(shù)的分子標(biāo)記已廣泛應(yīng)用于綿羊育種改良中。湖羊繁殖力高、性成熟早且含有FecB 基因;而寧夏灘羊雖然肉質(zhì)鮮美,但產(chǎn)羔率低[3-4]。為提高灘羊繁殖率,同時發(fā)揮湖羊多胎高產(chǎn)的優(yōu)勢,通過灘羊公羊和湖羊母羊進(jìn)行雜交生產(chǎn)灘湖雜羊,通過橫交固定得到灘湖雜羊群體G0、G1、G2代。本研究應(yīng)用TaqMan 探針技術(shù),對灘湖雜交羊G0,G1,G2代血液樣本中的FecB 基因進(jìn)行分析,將傳統(tǒng)的常規(guī)表型選擇育種方法與FecB 基因分子標(biāo)記輔助選擇育種技術(shù)相結(jié)合,旨在加快灘羊多胎品種(系)的選育步伐。
選配方法:試驗羊來自同心榮華養(yǎng)殖場,灘羊公羊與湖羊母羊雜交產(chǎn)灘湖F1代,灘湖F1代母羊與灘羊公羊雜交產(chǎn)灘湖F2代,灘湖F2代母羊與灘湖F2代公羊橫交固定產(chǎn)灘湖橫交固定一世代(G0代),進(jìn)一步繁殖產(chǎn)灘湖橫交固定二世代(G1代)、灘湖橫交固定三世代(G2代)。
2022 年6 月,選取核心群橫交固定三個世代的灘湖雜交羊共計242 只作為試驗動物,其中G0代78 只,G1代142 只,G2代22 只。
每只羊頸靜脈采血5mL,保存于EDTA 抗凝管中,采血后顛倒混勻以防止血液凝固,于-20℃冷凍保存。
使用天根全血基因組DNA 提取試劑盒(DP318)提取,嚴(yán)格按照試劑盒說明書操作,使用0.8%的瓊脂糖凝膠電泳和紫外分光光度計對得到的DNA 片段的濃度和純度進(jìn)行檢測。
利用Taqman 探針檢測FecB 基因多態(tài)性的方法 (CN105176982A)進(jìn)行FecB 檢測分型 (表1)。BB 型代表FecB 基因CDS 區(qū)第746 位堿基發(fā)生A 至G 的突變(g.A746G),導(dǎo)致FecB 蛋白第249 的谷氨酰胺突變?yōu)榫彼?p.Q249R),++型代表FecB 基因的CDS 區(qū)第746 位堿基未發(fā)生改變,仍為A。
表1 引物與探名序列
RT-PCR 反應(yīng)體系為6μL:基因組DNA 1μL,2×Master Mix 3μL,10μmol/L 正向、反向引物各0.3μL;10μmol/L 探針P-G 和P-A 各0.15μL,去離子水補(bǔ)齊至6μL。
RT-PCR 反應(yīng)程 序:95℃ 10min,95℃30s,60℃60s,40 個循環(huán)。
本試驗中提取的血液基因組DNA 的OD 值為1.7~1.9,并經(jīng)0.8%的瓊脂糖凝膠110V 電泳20min 可見各泳道都有一條清晰的帶(圖1),說明基因組DNA 質(zhì)量良好、無降解也無RNA 污染,可直接用于后續(xù)探針分型。
圖1 DNA 瓊脂糖凝膠電泳
由圖2 可見,F(xiàn)ecB 基因TaqMan 探針分型顯示FecB 基因在灘羊群體中具有3 種基因型,分別為BB、B+、++。
圖2 FecB 基因基因分型散點圖
由表2 可知,G0代、G1代、G2代的FecB 基因的等位基因頻率與基因型頻率,G0代群體中BB、B+、++基因型頻率分別為2.56%、14.10%和83.33%,B、+等位基因頻率分別為9.62%、90.38%。G1代群體中BB、B+、++基因型頻率分別為28,17%、38.73%和33.10%,B、+等位基因頻率為47.54%和52.46%。G2代群體中BB、B+、++基因型頻率分別為18.18%、54.54%和27.27%,B、+等位基因頻率分別為45.45%、54.54%。
表2 不同橫交固定世代FecB 基因分布情況
劉秋月等[5]建立的檢測FecB 突變的TaqMan探針法,是一種通過檢測PCR 過程中及結(jié)束后產(chǎn)生的熒光信號來區(qū)分等位基因類型的SNP 檢測技術(shù)[6]。該方法可進(jìn)行大批量的高效檢測,也是近年來廣泛應(yīng)用于綿羊FecB 突變的檢測技術(shù)。Zhou 等[7]利用TaqMan 探針法檢驗FecB 突變,并統(tǒng)計分析了不同基因型群體的產(chǎn)羔率,發(fā)現(xiàn)FecB突變顯著影響綿羊的繁殖性能。馬麗娜等[8]認(rèn)為FecB 基因可以作為灘羊多胎性選育的分子遺傳標(biāo)記,并能有效提高灘羊個體平均產(chǎn)羔數(shù),通過基因型選育,還可以加快灘羊高繁品系的建立。李君等[9]研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)ecB 基因在黃淮杜泊羊群體中存在BB、B+、++等3 種基因型,其中B+型(雜合型)是群體中的優(yōu)勢基因型,BB 和B+基因型產(chǎn)羔數(shù)極顯著高于++基因型。郭立宏[10]利用SSCP 標(biāo)記對東北細(xì)毛羊FecB 基因進(jìn)行檢測,認(rèn)為FecB 基因是控制多羔性狀的主效基因,選擇BB 和B+基因型母羊留作種用,可以加快東北細(xì)毛肉羊多胎品系的育成速度。
本試驗利用TaqMan 探針對242 只灘湖雜交后代FecB 基因進(jìn)行SNP 分型檢測,結(jié)果表明,灘湖雜交后代GO、G1、G2代中存在BB、B+、++3 種基因型。隨著橫交固定體系的持續(xù)開展,B+基因型頻率依次升高,++基因型頻率依次降低,而BB 基因型理論上與B+型的規(guī)律應(yīng)一致保持協(xié)同增長趨勢,但G2代的BB 型低于G1代次,可能是此次試驗抽取的G2群體數(shù)量太少,樣本沒有代表性容易被偏差個體影響整體試驗結(jié)果,影響了BB 基因型在G2代群體中的分布頻率。因此還需進(jìn)一步擴(kuò)充G2代樣本量為品系選育選配提供穩(wěn)定的FecB 突變背景和遺傳材料。隨著橫交固定階段的延伸,等位基因頻率B、+等位基因變化規(guī)律與基因型頻率類似。
羅生金[11]將湖羊的FecB 基因?qū)牍_克羊群體中,用湖哈F1代公母羊(基因型均為B+)橫交,產(chǎn)羔率達(dá)到172%,湖哈F1代公羊(基因型為B+)與湖哈F1代母羊(基因型為BB)橫交,產(chǎn)羔率達(dá)到200%,而湖哈F1代公羊(基因型為B+)與湖哈F1代母羊(基因型為++)橫交,產(chǎn)羔率為109%。李彬等[12]在灘羊群體中導(dǎo)入小尾寒羊的FecB 基因,古麗格娜等[13]在吐魯番黑羊群體中導(dǎo)入策勒黑羊的FecB 基因,均增加了后代的產(chǎn)羔率。
這些成功的實例證明,在繁殖力較低的群體中導(dǎo)入FecB 基因,能有效地提高綿羊群體的繁殖力。
本研究在灘羊群體中導(dǎo)入湖羊的FecB 基因,并采用基因檢測技術(shù)選留含有B 基因的個體,提高群體的B 基因頻率。因此,利用基因型選育技術(shù),結(jié)合傳統(tǒng)選種方法,通過選留含有B 基因的公母羊繁殖,可顯著改善灘羊FecB 基因的基因型結(jié)構(gòu)和基因頻率,提高群體的產(chǎn)羔數(shù),加快灘羊高繁品種(系)的建立。