单核苷酸多态性在猪育种中的应用

单核苷酸多态性在猪育种中的应用

单核苷酸多态性( SNP)自1994年被国外学者Lander正式提出作为新一代分子标记以来，已广泛应用于包括猪在内的各种生物构建遗传连锁图谱、关联分析、QTL定位以及研究群体亲缘关系和遗传结构方面，与常规育种相比，SNP技术可对所需的性状进行早期选择，这种选择具有准确性高、稳定性强等优点，且可以透过现象直视本质，可以很好的避免形态学和环境因素的干扰，从而极大地缩短育种进程，提高选择准确性。利用SNP进行猪的选择和育种已有十余年，取得的成果较为丰硕，同时也在一定程度上推动了种猪的选育进程，但基于包括样本量、科研与实际应用联系不够紧密以及使用成本在内的众多因素的影响，SNP在猪选育工作中的应用还有待进一步加强。因此，本文在简要介绍SNP的特点及检测方法的基础上着重综述了近年来SNP 在猪育种中的应用，主要包括与猪生长性状、繁殖性状和肉质性状相关SNP的研究和应用，以期为推动SNP 在猪育种和实际生产中的应用起到一定的参考作用。

1 SNP简介

SNP是指相同或不同物种（品系）个体的DNA序列上的单核苷酸在同一位置存在差别的现象，尽管单碱基的转换、颠换、插入和缺失均可以造成这种差别现象，但是通常所指的SNP仅包括转换和颠换这两种情况，此外这种差别现象要被准确定义为SNP还必须满足一定的条件，即其中一种等位基因在生物群体中的频率不得小于1%。 SNP之所以是继限制性片段长度多态性和微卫星标记后广泛应用于猪育种的新一代分子标记，还得益于其具有以下几项特点：(1)数量多、分布广泛。SNP几乎遍布于整个基因组，在已知DNA的多态性中占了大约90%；(2)遗传稳定性高。 SNP的突变率较低，尤其是处于基因编码区的SNP；(3)产生直接作用。一些位于基因内部的SNP会直接对蛋白质的结构或基因表达产生直接的影响；(4)易于实现自动化检测。以一个“全或无”或“+／一”的形式进行检测，容易实现自动化分析，极大地缩短了研究时间。

SNP的检测方法较多，凡是能够检测出点突变的方法均可以运用于检测SNP。目前，对未知单核苷酸突变位点的检测技术有：单链构象多态性(SSCP)，异源双链技术(HA)，变性的高效液相色谱法(DHPLC)，变性梯度凝胶电泳(DGGE)，化学错配裂解法(CMC)，焦磷酸序列分析技术，质谱法，DNA芯片技术，其中PCR-SSCP技术是出现最早、应用较广、备受关注的等位基因分型方法；而对已知单核苷酸突变位点的检测技术有：限制性片段长度多态性分析(RFLP)，等位基因特异性PCR (ASPCR)，微球单碱基链延伸技术，分子信标，实时荧光PCR技术，其中以RFLP技术较为经典和常用。以上这些检测技术各有优缺点，在此不作赘述，在实际应用中可根据具体需要和实验目的通过预实验选取，相信随着生物技术和计算机的发展，更多新的检测技术也将应运而生。

2生长性状相关SNP

胰岛素生长因子2(IGF-II)是影响猪骨胳肌发育的一个主要的父源表达的印迹基因。虞德兵研究表明，在后代个体中，与遗传父本G等位基因的qpat个体相比，遗传父本A等位基因的Qpat个体胸围和体躯指数分别增加了3.06%(P< 0.05)和3.01%(P< 0.05)，从而证实其有助于后代猪群的体格发育粗壮。刘鑫等同研究表明在杜洛克、长白、大白中，IGF- II基因的AA型比BB型生长速率块，生长性能指数高4.0%～8.31%，证实等位基因A对猪的生长产生正效应。张冰等在IGF-JJ 基因的13561 bp处发现一个由G→A的突变，关联分析发现，AA型仔猪（大白猪和陆川猪）的初生重均显著高于AG型和GG型，陆川猪AA型的平均日增重显著高于GG型，而在大白猪中则AA型显著高于AG型。

胰岛素样生长因子-1（IGF-1）是调控动物机体生长、发育和代谢的一个重要因子。许金根研究表明，IGF-1基因Hhal位点AA型个体的生长育肥期平均日增重、达90 kg校正日龄均优于AB、BB型个体，以此经过两个世代的选育，达90 kg校正日龄和校正背膘厚均显著下降。张冰等研究表明，IGF-1基因对大白猪和陆川猪断奶重和乎均日增重影响均显著，以BB型为优势基因型。顾阳在IGF-1基因片段的40 bp出发现T→C突变，关联分析发现6～8月龄的藏猪体重、体长和胸围在不同基因型间存在显著性差异，表现出TT> CC >TC的趋势，9～1 1月龄的胸围和体高在不同基因型间存在显著性差异，表现出TT >CC的趋势。

生长激素(GH)基因是调控动物生长发育的核心，是调节动物生长发育的主效基因之一。侯冠或等发现GH基因第2外显子存在一处G_A转换，关联分析发现，BB基因型的体重显著高于AA型和AB型。顾阳研究表明，6～8月龄藏猪体长、胸围、腹围以及9—11月龄体重、体长、体高、胸围、腹围在GH基因的不同基因型间存在显著性差异，表现出BB >AB >AA的趋势。蔡兆伟等在GH基因+206—+711 bp区段发现6种基因型(AA、AB、AD、BB、BD、DD)和+1 118—+1 297 bp区段发现2种基因型(AA、AB)，在第一区段中，对于平均背膘厚，BB型极显著低于AA型，BB和DD型显著低于AA型，对于30 kg日龄，AD型极显著低于DD型，显著低于BB、BD型；在第二区段中，对于日增重，AA型显著高于BB型。

肌肉生长抑制素(MSTN)是影响骨骼肌生长发育的抑制因子。姜运良等发现MSTN基因5，调控区T→A突变，关联分析表明，携带突变等位基因(TA) 个体具有较高的后期平均日增重。刘晓琴等发现MSTN基因P4区(T→A)和P5区(G→A)的多态性与猪生长性状显著相关，TA型个体的初生重和21日龄断奶重显著高于TT型个体，GA型个体的初生重和21 日龄断奶重显著高于GG型个体。关学敏等发现马身猪MSTN基因启动区存在A、B两个等位基因，关联分析表明，BB型个体初生重显著高于AA型和AB型，断奶重显示出AA> BB>AB的趋势。

Leptin属多肽类技术，对机体的脂肪沉积、体重和能量代谢等具有重要作用，刘德武等研究表明C3469T位点与猪平均日增重极显著相关，TT型和CC 型显著高于TC型。肝X受体a (LXRa)是重要的脂质传感器，对动物生长发育起着重要作用，祝继原等研究表明LXRa基因TB3多态位点BB型为法系长白猪个体出生胸围的优势基因型，TB4多态位点AA型为法系长白猪个体断奶重和出生体长的优势基因型。Toll样受体6 (TLR6)基因通过识别PAMP来介导免疫应答，魏麟等刚发现TLR6基因Mspl位点有T/C等位基因，关联分析表明，TT型个体4月龄体重、45日龄体重、6 月龄体重、体长、胸围性状影响达显著水平，为优势基因型。肝细胞核因子-4a（HNF-4a）对动物生长发育过程起着重要作用，祝继原等研究表明SH1多态位点BB型和SH2多态位点AB型分别为法系长白个体的出生体长和初生重的优势基因型。 SLA-DQB基因控制着机体的免疫应答与调控，在调节机体的生长性状和抗病能力方面起着非常重要的作用，钱锦花等㈤研究表明SLA-DQB基因6种基因型(BB、BC、BG、CC、CG、GG)在初生重、4月龄体重、6月龄体尺、70日龄—4 月龄日增重及4～6月龄日增重基因型间存在显著差异，以CC型和BB型为优势基因。

3繁殖性状相关SNP

促卵泡素p亚基(FSH p)影响生长卵泡的数量，协同促黄体素激发卵泡的最后成熟并诱发排卵。戴丽荷等研究表明FSHp基因BB型对初产美系杜洛克妊娠期为优势基因型，而对初产大白猪，BB型为优势基因型；对经产母猪，AB型产仔数和产活仔数显著高于BB 型。龙国荣等例研究表明贵州白香猪FSH p基因外显子2多态位点对于初产母猪产仔数AB型为优势基因，外显子3多态位点对于经产母猪和初产母猪产仔数AB型也为优势基因。苏先敏等圆研究表明FSH p基因在长白猪第一胎次BB型的繁殖性能高于AA和AB型个体；而繁殖性能基本稳定于第2、3胎次，AA型的繁殖性能总体上高于AB、BB型个体。周胜花等嘲研究表明，FSHp基因型繁殖性状（产仔数、产活仔数、断奶仔数、初生重、断奶重）呈现出BB >AB>AA的趋势。刘超等研究表明，初产母猪FSHp基因的AB基因型在健仔数和初生窝重显著高于AA型，经产母猪AB和BB 型初生窝重显著高于AA型。同时，促卵泡素受体基因(FSHR)的多态性也对猪产仔性能产生影响，吴井生等在猪FSHp基因第10外显子P1位点上发现多态性，在两胎以上小梅山猪中，AA型个体的总产仔数、产活仔数极显著高于BB型个体，而P3位点多态性，在两胎以上的母猪中，DD型个体总产仔数、产活仔数极显著高于CC型个体。

雌激素受体(ESR)作为介导雌激素发挥生物学功能的关键物，其多态性也影响着猪的繁殖性能。于雷研究表明，在大白公猪中，ESR基因BB型个体精子畸形率显著低于AA型个体，在大白公猪ESR基因多态性与配种母猪产仔数、产活仔数关系的研究中发现，第3 胎产仔数、产活仔数AA型均显著高于BB型，推测大白中AA型为优势基因型。徐小波等研究表明，ESR 基因BB型在山猪头胎和二胎总产仔数和产活仔数均极显著高于AA型个体。

催乳素受体基因(PRLR)为繁殖性状的主效基因之一，在母猪繁殖过程中起重要作用。冯富彦等研究表明，PRLR基因在豫南黑猪母猪的总产仔数、产活仔数呈现出BB>AB>AA的趋势，而在外来猪种中BB型个体的产仔数显著高于AB和AA型。周胜花等研究表明，PRLR基因型繁殖性状（产仔数、产活仔数、断奶仔数、初生重、断奶重）呈现出AA >AB>BB的趋势。苏先敏等对PRLR基因第10外显子Alu l酶切位点进行多态分析，大白猪AA型个体第仁3胎各繁殖性状（产仔数、产活仔数、断奶仔数、初生窝重、21日龄窝重和断奶成活率）均呈现出高于AB和BB型的趋势。刘庆雨等对PRLR基因第10外显子进行多态分析，松辽黑猪和长白猪的AA型个体断奶仔猪数、乳头数显著高于AB、BB型个体，初产松辽黑猪AA型个体总产仔数和产活仔数显著高于AB、BB型个体。

骨形态蛋白(BMP)参与调控繁殖相关激素的合成和分泌，影响繁殖器官的形成与发育，崔羽等研究明，猪BMP-6基因CDS区1 104位存在G→A的突变位点，关联分析发现法系大白猪AA型个体的产仔数和产活仔数显著高于AB型和BB型个体，呈现AA>AB> BB的趋势。周建设陶研究表明，猪BMP-7基因T20C 多态性对产活仔数、初生窝重和21日龄窝重有显著影响，以CG型为优势等位基因。秦楠研究表明，猪BMP-7基因T3722C位点TT、TC型个体产活仔数、初生窝重和21日龄窝重均极显著高于CC型个体．C3522G位点CC、CG型个体的21日龄窝重极显著高于GG型，A1027G位点AA、AG型个体产活仔数和初生窝重显著高于GG型。

4肉质性状相关SNP

尽管氟烷基因是影响猪肉质的主效基因，但氟烷基因已经在各猪场得到很好的筛选，本文在此不再对其做详细综述，而着重介绍几个近年来与肉质相关基因SNP 的研究进展。

CACNIS基因是L型钙离子通道al亚基的编码基因，近年来研究表明该基因的多态性与猪肉质相关，王雪等研究表明，CACNIS基因引物1S-65的AA、BB 型对猪后腿肌肉中存在显著影响，AB型对后腿pH值存在显著影响，引物1S-66的BB、CC基因型对蹄重存在极显著影响。方晓敏等研究表明，CACNIS基因第37内含子T179C突变的AA基因型对眼肌面积和肉色存在极显著影响，BB基因型对后腿肌肉重和大腿pH值存在极显著影响；A37G突变对背膘厚存在显著影响，但AA、AB、BB基因型间效应差异不显著。

MyoD1基因作为生肌调节因子家族成员之一，在启动和维持骨骼肌细胞增殖和分化中发挥重要作用。邱海芳等39研究表明，MyoD1基因第1内含子第257位点存在一个A/C颠换，关联分析结果表明，CC型个体的肉色评分显著高于AA和AC型个体，而CC型个体失水率极显著低于AA型个体，表明CC型个体具有更为优良的肉质。赵广珍等旧研究表明，MyoD1基因5'UTR存在G119A突变，AA型个体在猪肌肉的肌内脂肪和pH 值显著优于AB型个体。

过氧化物酶体增殖物激活受体y共激活物A (PPARGCIAI在脂肪形成、脂肪细胞分化、线粒体生成和呼吸中起着重要作用，Gandolfi等研究表明PPARGCIA基因1288位点T叶A显著影响杜洛克×皮特兰杂交F2代肉质pH值和蒸煮损失，与大白猪和长白猪肉质pH值显著相关；CAPNS1基因429位点A→ C 与杜洛克×皮特兰杂交猪pH值、导电率显著相关，与长白猪肉质色度显著相关。脂肪型脂肪酸结合蛋白(A-FABP)参与调节哺乳动物细胞内脂肪浓度，进而影响肌内脂肪含量，朱淑斌等发现A-FABP基因内含子1存在Bsm I酶切多态性，关联分析表明BB、Bb型姜曲海猪和苏姜猪个体的大理石纹显著高于bb型，肌内脂肪含量BB型显著高于Bb、bb型。

5小结

综上所述，SNP技术作为第三代分子遗传标记，在猪生长性状、繁殖性状和肉质性状相关候选基因功能分析以及在遗传多样性检测中具有重要作用，极大地推动了猪育种跨入分子育种的步伐。在后期的研究中，应当在寻找与猪重要经济性状相关基因的SNP多态性的同时，研究如何将已找到的SNP应用于猪的分子遗传育种中，从而推动猪分子遗传育种。