绵羊多羔主效基因FecB研究、检测及应用

绵羊是重要的家畜,其产羔数是影响养羊业经济效益的关键因素。FecB基因是目前已知调控绵羊产羔数的主效基因之一,其效应位点检测及应用在提升绵羊年出栏率和羊肉产量、加快多羔肉羊新品种培育以及提高规模化羊场养殖效益等方面发挥着重要作用。本文对绵羊多羔主效基因FecB的发现及定位、群体分布与起源、调控绵羊多羔的作用机制、检测方法的建立和发展及其在多羔肉羊育种中的应用进行了综述,以期为绵羊育种和养殖相关从业者提供参考。

不同绵羊群体多羔主效基因FecB的检测

为分析FecB基因在不同绵羊群体中的分布情况以及对产羔数的影响,利用TaqMan探针分型技术检测了27 774只不同绵羊群体的FecB基因,结合12 304只个体的前3胎产羔数据,探索多羔主效基因FecB在提高绵羊繁殖力方面的重要作用。分型结果显示,湖羊群体含有最高的B等位基因频率,达0.90以上,且随着群体中湖羊血统含量的增加B等位基因频率也增加。湖羊、皮山红羊、杜湖杂交羊、杜湖(♂)×湖羊(♀)杂交羊以及利用湖羊培育的鲁中肉羊FecB基因的不同基因型产羔数间均存在极显著差异(P <0.01)。这不仅展示了FecB基因对于绵羊产羔数的重要影响,也显示出通过引入本土绵羊FecB基因改良肉用品种繁殖力的可行性和潜力。

FecB基因在小尾寒羊中的研究进展

在养殖行业中,繁殖性能是衡量经济效益的一项重要指标。FecB基因是在绵羊中首个发现具有多胎性的主效基因,经研究发现其作用机制与绵羊母羊多个角度有一定的相关性。通过将研究成果付诸实践可一定程度提高绵羊产业的经济效益,增加农民收入,加快我国畜牧产业发展。以我国本土品种小尾寒羊为例,从FecB基因的发现,以及其对小尾寒羊母羊产羔数、体内激素、体型外貌及生长发育的影响的角度出发,总结了FecB基因在小尾寒羊中的研究进展,为提高小尾寒羊的繁殖性能和育种工作提供参考和借鉴。

绵羊FecB基因高通量HRM检测方法的建立及准确性评价

为了建立绵羊FecB基因高通量检测HRM方法并对其准确性进行检验,实验首先采用基因组PCR产物直接测序法,分别筛选出BB、B+和++基因型基因组各2份,参照HRM原理分别设计检验引物H1和H2并进行系统检验分析。分析结果发现,使用H1引物扩增效率及特异性良好,但不能分辨BB基因型,而使用H2引物扩增效率及特异性良好,且能够有效识别3种基因型。扩大检验群体发现,使用H2引物的HRM技术重复性良好。以基因组PCR产物直接测序结果为参考标准,检验HRM方法的准确性发现BB基因型检验敏感度为75%,B+和++基因型敏感性分别为96.2%和100%,总体准确率为96.9%,证实该方法能够满足育种实践对检测技术准确性的要求。绵羊FecB基因HRM检验方法的建立为高繁殖性状肉羊育种提供了新的技术工具。

FecB 基因在绵羊繁殖性能上的研究进展

绵羊的繁殖性能是一种十分重要的经济性状,绵羊产羔数与每次的排卵数直接相关,绵羊卵子的生长发育受到卵巢内分泌及旁分泌的相互作用。FecB基因是羊上首个被发现的多胎主效基因,携带该基因的绵羊卵巢中BMP信号通路受到损害而活性降低,TGF-β家族部分成员失活,抑制GCs增殖并提高FSH的敏感性,有效提高绵羊的排卵率和产羔率,有利于扩大养殖规模,提高经济效益。本文对FecB基因的发现、作用机制及其对卵泡发育、繁殖能力和后代生长发育的影响,以及育种方面的应用进行综述,以期为绵羊繁殖性能提升的机理研究和育种工作等提供参考和借鉴。

绵羊FecB突变对BMPR1B活性及BMP/SMAD通路的影响研究进展

BMPR1B是绵羊中被鉴定的第一个多羔主效基因,但该基因中FecB突变增加绵羊排卵数的分子机制尚未解析。近年来发现BMPR1B活性受小分子抑制蛋白FKBP1A调控,该蛋白充当了BMPR1B及BMP/SMAD通路活性控制开关的关键作用且FecB突变恰好位于FKBP1A与BMPR1B结合位点附近。本文首先总结了BMPR1B和FKBP1A的蛋白结构,阐明二者空间结合区域及FecB突变的位置,进而预测了FecB突变与二者结合强弱的关系,最终提出了FecB突变通过影响BMPR1B与FKBP1A结合强度改变BMP/SMAD通路活性的科学假设,为后续探明FecB突变影响绵羊排卵数的分子机制提供了新思路。

藏羊FecB基因多态性及其与产羔数的相关性研究

旨在揭示青海藏羊群体中绵羊多胎主效基因FecB的多态性及其与产羔数的相关性,为藏羊高繁性状的选育提供参考。以157只青海藏系绵羊为研究对象,利用聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)技术,检测藏羊群体中FecB基因的单核苷酸多态性,并对FecB基因与产羔数的关系展开相关性分析。结果:藏羊中存在BB、B+和++3种基因型,基因型频率分别为0.013、0.299和0.688。期望杂合度(Ho)与观测杂合度(He)分别为0.299和0.272,多态信息含量(PIC)为0.235,处于低度多态(PIC<0.25)。卡方检验结果说明藏羊群体符合Hardy-Weinberg遗传平衡定律(P>0.05)。藏羊不同基因型个体产羔数比较结果为:BB>B+>++,差异达到显著水平(P<0.05),其中BB基因型产羔数显著高于B+与++基因型,B+与++基因型之间差异不显著。以上结果表明:FecB基因对藏系绵羊产羔数存在一定影响,提示FecB可作为青海藏羊多胎性状的分子标记,且存在巨大的选择潜能。

塔什库尔干羊FecB基因非探针法高分辨率熔解曲线分型方法的研究

建立塔什库尔干羊FecB基因非探针法高分辨率熔解曲线分型方法,为塔什库尔干羊多胎类型选育奠定基础。试验选取塔什库尔干羊产双羔(多羔)母羊67只,双羔(多羔)羔羊136只,采集静脉血后,采用非探针法高分辨率熔解曲线对探究塔什库尔干羊FecB基因进行分型的条件。结果表明,115bp扩增引物聚合性以及温度的一致性较好,适合SNP位点的分型,且引物添加量为0.6μL时扩增效率较较好。镁离子浓度在2.4~3.2mmol/L时,扩增曲线和熔解曲线聚合性较好,反应模板浓度在50ng时,扩增曲线、熔解曲线和熔解温度差异曲线较符合塔什库尔干羊FecB基因分型的要求。通过使用优化路线,进行塔什库尔干羊FecB基因分型发现,母羊和羔羊不携带纯合型(BB),携带杂合型(B+)母羊占31.3%,羔羊占25.7%;携带野生型的母羊占68.7%,羔羊占74.3%。。可见,通过建立FecB基因非探针法高分辨率熔解曲线分型方法,筛选较优反应条件,可提高塔什库尔干羊多胎新品系培育的选种效率和选种准确性。

毕节地区6个绵羊品种FecB基因微卫星座位多态性研究

FecB(Fecundity Booroola)是羊繁殖性状的主效基因,该文旨在探讨贵州毕节地区6个绵羊品种FecB基因微卫星座位多态性及与湖羊和威宁绵羊杂交品系繁殖性状的相关性.首先采集6个品种绵羊血浆,提取基因组DNA,选择位于FecB基因中的6个微卫星座位,设计引物,运用聚合酶链式反应扩增微卫星基因序列,以聚丙烯酰胺凝胶电泳银染技术施以微卫星分型.比较各组之间FecB微卫星基因型与等位基因分布,并进行多态性分析.结果显示:6对微卫星引物均能在6个羊群组中稳定扩增.微卫星座位LSCV043,BMS2508,300U,GC101,Bulge5和471U均能检测到3~6个等位基因.其中等位基因114 bp在微卫星座位LSCV043中频率最高;等位基因162 bp在微卫星BMS2508中频率最高;等位基因164 bp在微卫星座位300U中频率最高;等位基因200 bp在微卫星座位GC101中频率;等位基因136 bp在微卫星座位Bulge5中频率最高;等位基因200 bp在微卫星座位471U中频率最高.多态信息含量(PIC)结果显示:300U,GC101两个微卫星座位在各组羊群中均属于高度多态水平(PIC>0.5),而471U座位在各组羊群中均为中度和低度多态基因座.微卫星座位300U在湖羊与威宁绵羊杂交品系中等位基因数为5个,其中基因型148/160 bp对应的最小二乘平均值最高,达到了1.81只;微卫星座位GC101基因型200/238 bp对应的最小二乘平均值最高,达到了1.74只,可用于高繁绵羊的初步辅助选择.

FecB基因对杜寒杂交母羊产羔性能及后代生产性能的影响研究

[目的]探究FecB基因对杜寒杂交母羊产羔性能及后代生产性能的影响。[方法]以杜泊羊(♂)和小尾寒羊(♀)杂交羊横交固定母羊群体为研究对象,检测不同横交固定代次母羊的FecB基因,测定并比较不同FecB基因型母羊的产羔性能及后代生产性能指标。[结果]在杜寒横交固定一代、二代、三代、四代群体中均检测出BB型、B+型、++型3种基因型,横交固定代数越高,群体中纯合型BB基因型频率越高。杜寒横交固定一代、二代、三代BB型母羊的平均产羔数显著(P<0.05)高于相应横交固定代次的B+型母羊,并且随着群体中BB基因型频率的增加,母羊平均产羔数呈升高趋势。杜寒横交固定一代、二代母羊的平均产羔率低于小尾寒羊母羊,而杜寒横交固定三代母羊的平均产羔率高于小尾寒羊母羊以及杜寒横交固定一代、二代母羊。后代初生生产性能方面,BB型杜寒横交固定三代母羊后代的初生重显著(P<0.05)低于B+型杜寒横交固定三代母羊后代,二者的初生体高、体长、胸围差异不显著(P>0.05);后代断奶生产性能方面,BB型杜寒横交固定三代母羊后代的断奶重、体长、胸围与B+型杜寒横交固定三代母羊后代差异不显著(P>0.05),体高显著(P<0.05)低于B+型杜寒横交固定三代母羊后代。[结论]Fec B基因对杜寒杂交母羊产羔性能影响显著,在多羔母羊选择中具有很大的应用价值。

滩湖杂羊多胎基因(FecB)TaqMan探针SNP分型的研究

研究绵羊多胎基因FecB在滩湖杂羊群体中的多态性,可辅助开展滩羊多胎新品种(系)的培育工作。该试验利用TaqMan探针对滩湖杂羊G0、G1和G2代242份样品进行,通过对FecB基因的SNP进行分型,研究FecB基因在滩羊和湖羊杂交后代种群中的多态性及遗传规律。FecB基因来源于骨形态发生蛋白受体1B(bone morphogenetic protein receptor type 1B,BMPR1B),该基因外显子第746位A突变为G即为FecB。而FecB基因在滩湖杂羊群体中具有3种基因型,分别为BB型(突变型)、B+型与++型(野生型)。结果表明:G0代群体中BB、B+、++基因型频率分别为2.56%、14.10%和83.33%,B、+等位基因频率为9.62%和90.38%;G1代群体中BB、B+、++基因型频率分别为28.17%、38.73%和33.10%;B、+等位基因频率为47.54%和52.46%;G2代群体中BB、B+、++基因型频率分别为18.18%、54.54%和27.27%,B、+等位基因频率分别为45.45%、54.54%。可见,FecB基因可作为滩羊多胎品系选育的分子标记,选留带B基因的公母羊进行繁殖,可显著改善滩湖杂交羊群体中FecB基因的基因型结构和基因频率,提高群体的产羔数,加快滩羊高繁品种(系)的建立。

绵羊FecB基因的研究进展

近年来,关于骨形态发生蛋白受体1B基因(bone morphogenetic protein receptor IB,BMPRIB)编码区A746G位点(即FecB位点)的遗传以及生理效应的研究都有了极大的进展。本文阐述了绵羊的产羔性状,基于CNKI和Web of Science数据库分析了近十年国内外关于FecB基因的研究发表情况,总结了FecB基因在不同绵羊品种中的研究进展及影响产羔数的机理,并对FecB基因的检测方法及目前存在的问题进行探讨。旨在为多羔绵羊的培育提供科学依据。

应用Cas9 RNPs进行绵羊FecB基因型检测的可行性研究

为了研究Cas9 RNPs用于绵羊FecB基因分型的可行性,试验以FecB基因BB、B+、++型的绵羊个体为试验动物提取基因组DNA。基于Cas9 RNPs的体外DNA定点内切酶活性,用FecB基因靶位点的特异性引物扩增产物作为底物,利用大肠杆菌共表达纯化获得Cas9 RNPs,对不同FecB基因型目标样本进行酶切检测。结果表明:SDS-PAGE电泳结果显示,在130~180 kD之间有一条与预期大小相符的特异蛋白条带;3种基因型的靶DNA均被切割为185 bp和368 bp两个片段;绵羊FecB++型成纤维细胞Cas9 RNPs电转染的突变检测结果显示,纯化的两个Cas9 RNPs都具有基因组编辑活性。说明本研究获得的Cas9 RNPs在体外和细胞内都具有良好的酶活性,但未能区分绵羊FecB基因型。

FecB基因对绵羊产羔性状的调控机制研究进展

绵羊是我国重要的经济动物之一。FecB基因是在绵羊上首个被发现的多胎主效基因,携带该基因的绵羊可以有效提高排卵率和产羔率,有利于扩大养殖规模,提高经济效益。本文就FecB基因的发现和结构、对绵羊产羔性状的影响以及对产羔性状的调控机制进行综述,以期为绵羊繁殖性能提升的机理研究和育种等工作提供参考和借鉴。

DNA分析发现我国湖羊和小尾寒羊存在Booroola (FecB)多胎基因

利用“forced”限制性酶切片段长度多态性PCR技术 ,检测湖羊、小尾寒羊和新疆细毛羊的DNA样本是否存在Booroola (FecB)基因。结果表明 ,12头湖羊均为纯合型Booroola基因携带者 ;12头小尾寒羊中 ,4头为Booroola基因纯合型 ,7头为杂合型 ,1头不携带Booroola基因 ;12头新疆细毛羊均不携带Booroola基因。

绵羊微卫星OarJL36和FecB基因的多态及连锁分析

【目的】阐明微卫星座位OarJL36与小尾寒羊高繁殖力主效基因FecB之间的连锁关系,为绵羊高繁殖力的标记辅助选择提供依据。【方法】分析与FecB基因最紧密连锁的微卫星座位OarJL36在高繁殖力绵羊品种(小尾寒羊和湖羊)与低繁殖力绵羊品种(特克塞尔和多赛特)中的遗传多态性,探讨该微卫星与小尾寒羊FecB基因的连锁不平衡关系。【结果】高繁殖力小尾寒羊和湖羊在骨形态发生蛋白受体IB(bone morphogenetic protein receptor IB,BMPR-IB)基因编码序列第746位碱基处发生了与Booroola Merino绵羊相同的FecB突变(A746G),低繁殖力特克塞尔和多赛特绵羊则未发生这种突变;小尾寒羊BB、B+、++型频率分别为0.500、0.386和0.114,湖羊BB、B+、++型频率分别为0.800、0.200和0.000;微卫星座位OarJL36在4个绵羊品种463个个体中共检测到10个等位基因和31种基因型,最小等位基因为160bp,最大等位基因为200bp;182bp等位基因在小尾寒羊(n=308)和湖羊(n=60)中处于优势等位基因,频率分别为0.696和0.925,在特克塞尔(n=47)和多赛特绵羊(n=48)中的频率分别为0.085和0.125,在BB型小尾寒羊(n=154)和BB型湖羊(n=48)中该等位基因频率更高,分别为0.916和0.938,而在++型小尾寒羊(n=35)中的频率为0.129;OarJL36在小尾寒羊、湖羊、特克塞尔、多赛特以及BB、B+、++型小尾寒羊和BB、B+型湖羊中的多态信息含量分别为0.475、0.139、0.661、0.768、0.152、0.588、0.843、0.115和0.212;连锁不平衡分析显示小尾寒羊FecB基因B等位基因与OarJL36微卫星座位182bp等位基因之间存在较强的连锁关系,但仍有一定的重组(D′=0.614),而+等位基因与OarJL36微卫星座位上的160、192、196、200bp等位基因完全连锁(D′=1.000)。【结论】OarJL36微卫星座位182bp等位基因与小尾寒羊FecB基因B等位基因之间存在较强的连锁关系,是与小尾寒羊多羔主效基因紧密连锁的一个遗传标记。

绵羊微卫星BMS2508和FecB基因的多态及连锁分析

文章分析与绵羊高繁殖力主效基因FecB紧密连锁的微卫星座位BMS2508在高繁殖力绵羊品种(小尾寒羊)和低繁殖力绵羊品种(特克塞尔、多赛特和中国美利奴)中的遗传多态性,同时探讨该微卫星座位与小尾寒羊FecB基因的连锁不平衡关系。高繁殖力品种小尾寒羊在骨形态发生蛋白受体IB(Bone morphogenetic protein receptor IB,BMPR-IB)基因编码序列第746位碱基处发生了与Booroola Merino绵羊相同的FecB突变(A746G),而在低繁殖力的特克塞尔、多赛特和中国美利奴绵羊中没有检测到该突变;小尾寒羊BB、B+、++的基因型频率分别为0.485、0.398和0.117。微卫星座位BMS2508在4个绵羊品种的438个个体中共检测到8个等位基因和15种基因型,最小等位基因为94 bp,最大等位基因为116 bp;小尾寒羊(n=307)、特克塞尔(n=45)、多赛特(n=46)、中国美利奴(n=40)和BB型(n=149)、B+型(n=122)、++型(n=36)小尾寒羊群体中优势等位基因分别是100 bp、94 bp、94 bp、112 bp、100 bp、100 bp、112 bp,其频率分别为0.453、0.544、0.802、0.475、0.483、0.439、0.389。连锁不平衡分析显示小尾寒羊FecB基因B等位基因与BMS2508微卫星座位100 bp等位基因之间存在一定的连锁不平衡(D′=0.408),而+等位基因与BMS2508微卫星座位110 bp和114b p等位基因均存在一定的连锁不平衡(D′=0.513)。

绵羊多羔主效基因FecB高通量检测方法的建立及应用

基于前期分型基础,为了更进一步提高分型的效率和准确性,本试验建立了Taqman探针和SNaPshot两种高通量FecB突变分型方法。结果显示,与传统的PCR-RFLP和PCR-SSCP分型方法相比,这两种高通量分型方法在节省检测成本的同时,大大缩短了检测周期,并在检测效率上也有了大幅度的提高,对利用FecB进行分子育种具有潜在的应用价值。自2003年至今,本实验室应用这两种方法对10个中国本地绵羊品种、3个培育品种以及一些杂交群体的23 264只绵羊的FecB频率进行了检测,结果显示,湖羊和小尾寒羊携带FecB基因的频率最高,小尾寒羊FecB基因的B等位基因频率为0.432~0.833。跟踪以小尾寒羊作为母本和杜泊羊级进杂交后代群体发现,随着杂交的进行FecB基因在培育的鲁西黑头肉羊中的B等位基因频率提升到了0.432,但在横交固定阶段有所下降。本研究所得结果可为今后在肉用绵羊品种多羔改良和多羔肉用新品种培育过程中通过引入FecB基因提高繁殖性能提供参考数据。

洼地绵羊FecB基因多态性与其产羔数关系的研究

为了从分子水平上研究洼地绵羊的多羔机制,本研究采用PCR-RFLP方法分析洼地绵羊中FecB基因多态性及其与产羔数的关系。结果表明,洼地绵羊中存在与Booroola羊相同的FecB基因突变,有B/B、B/+、+/+3种基因型,其基因型频率分别为0.29、0.56和0.15;且4乳头个体FecB基因频率高于2乳头个体;3种基因型的平均产羔数分别为2.81±0.42、2.49±0.53和1.96±0.28只。经统计分析,B/B与B/+基因型洼地绵羊的产羔数显著高于+/+基因型(P<0.05),B/B与B/+基因型之间差异不显著(P>0.05),而+/+基因型个体也存在多羔现象。结果提示,FecB基因可能是洼地绵羊多羔性能主效基因之一,但洼地绵羊可能还存在其它影响多羔性能的基因。

策勒黑羊FecB 突变与卵泡发育相关基因的表达水平

选择策勒黑羊BMPR-1B基因FecB突变的15只母羊,含3种基因型(基因型BB 6只,Bb 4只,bb 5只),摘取诱导发情24 h后的卵巢,提取总mRNA,采用Real-time PCR分析与卵泡发育相关的LHR、FSHR、PTGS2、GDF9、GDF5、BMP4和BMP15基因mRNA在3种基因型个体间的表达水平,以揭示策勒黑羊发生FecB突变后内在的分子作用机制。BMP4、BMP15、FSHR、LHR和PTGS2基因mRNA表达水平在FecB突变3种基因型个体间差异不显著(P>0.05);而GDF9基因mRNA在FecB突变纯合子与杂合子个体间的表达水平差异显著(P<0.05);GDF5基因mRNA在FecB突变纯合子与野生型个体间的表达水平差异显著(P<0.05),突变杂合子与野生型之间表达差异不显著,但3种基因型bb、Bb、BB个体的GDF5基因mRNA表达量呈依次下降趋势。以上结论说明,BMPR-1B基因突变后,GDF5基因的mRNA表达量下降,使得GDF5蛋白对卵母细胞颗粒细胞的抑制作用减弱,颗粒细胞分化和成熟比正常条件下要早,导致大量的卵母细胞发育成熟,表现为BMPR-1B基因FecB突变个体产羔数比野生型个体增加。