哺乳动物近交系资源创新百年

21世纪是生物技术大发展、竞争日益激烈的新时代,而资源更是竞争的核心。驱动资源创新已列为当代世界各国首要实现的任务和目标,而动物资源创新是其主要内容之一。近年来中国政府出巨资开展转基因动物专项研究,将鼠、猪等列入＂科技攻关、基础性研究、863、973＂等项目,足以彰显中国对动物资源创新的高度重视并已付诸实施。

鲁西黑头羊mtDNA D-loop区遗传多样性与遗传分化研究

鲁西黑头羊是一个优良的绵羊培育品种,具备高产肉力和高繁殖力特征。为了评估这个品种线粒体DNA的遗传多样性,同时获得该新品种界定的分子证据,本研究对鲁西黑头羊、杜泊羊和小尾寒羊mtDNA的高变异区进行了测序,分析了它们的遗传多样性和遗传分化,并计算了鲁西黑头羊与其它两个品种间的遗传距离。结果表明：三个品种的遗传多样性较为丰富,遗传分化程度较高（Fst为0.3240-0.5909）;鲁西黑头羊与杜泊羊之间的遗传距离为0.1187,达到了种间的遗传距离,与小尾寒羊之间的遗传距离为0.0654,达到了亚种间的水平。以上结果为鲁西黑头羊的品种界定提供了数据支持。

表观遗传标记在猪分子育种中的研究与应用前景

家畜动物的表型是由基因组、表观基因组和环境等多种因素相互影响共同作用决定的。近年来,随着遗传育种领域的迅速发展,表观遗传标记在猪分子育种中的研究受到越来越多科研人员的关注。表观遗传学是研究基因表达发生可遗传的改变而DNA序列不发生改变的一门生物学分支学科,其遗传标记主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA、印记基因等。越来越多的研究表明,表观遗传标记在猪的遗传性状中发挥着重要作用,主要通过调控与性状相关基因的表达进而达到改变生物表型的目的。然而,在当前猪分子育种领域,表观遗传标记的作用还没有得到足够的重视,影响猪重要性状的机制还没有得到深度解析,因此在实际应用中还缺乏足够的科学依据和可操作性。本文从营养、疾病、重要经济性状以及隔代遗传几个方面综述了表观遗传标记在猪分子育种中的研究现状、应用前景以及遇到的挑战,以期为表观遗传标记在猪分子育种中的应用提供较全面的理论依据。

山羊繁殖季节性相关基因KiSS-1与RFRP的表达研究

本研究为初步阐明KiSS-1和RFRP基因对山羊繁殖季节性的作用,选择常年发情济宁青山羊和季节性发情辽宁绒山羊为对比品种,应用RT-PCR和qRT-PCR技术分别研究KiSS-1和RFRP基因组织表达谱以及在下丘脑-垂体-卵巢(子宫)繁殖轴表达差异。结果发现:(1)KiSS-1基因主要表达于山羊下丘脑、垂体、松果体、肾、卵巢、脂肪和甲状腺等组织,RFRP基因主要表达于山羊下丘脑、大脑皮层、小脑、卵巢和垂体等组织,两基因组织表达谱均存在一定的品种特异性;(2)KiSS-1基因在济宁青山羊下丘脑表达量显著高于辽宁绒山羊(P<0.05),而在垂体和卵巢中的表达量两品种间差异不明显(P>0.05);(3)济宁青山羊下丘脑RFRP基因表达显著高于辽宁绒山羊(P<0.05),而济宁青山羊卵巢和垂体中RFRP基因表达明显低于辽宁绒山羊(P<0.05)。研究结果提示,KiSS-1基因可能参与调控山羊季节性繁殖,而RFRP基因是否调控季节性繁殖或以何种方式作用还需要进一步研究。本研究可为山羊KiSS-1和RFRP基因功能研究打下基础,并为揭示山羊繁殖季节性的遗传基础提供参考。

动物繁殖相关lncRNA的研究新进展

长链非编码RNA(Long noncoding RNA,lncRNA)是一类长度大于200nt,且不具有蛋白编码潜能的RNAs,在真核生物基因表达调控中发挥着重要作用。不同物种性染色体和部分印记基因的转录能力受到lncRNA的顺式调控作用。寻找与繁殖相关的lncRNA分子,研究这些lncRNA分子及其靶基因的生物学功能,阐明lncRNA在动物繁殖中的调控机制,是动物繁殖研究的一个热点。本文主要对繁殖过程中配子发生、胎盘形成和妊娠建立、激素调节、早期胚胎发育以及性别决定和性腺发育等重要阶段lncRNA的研究进行综述,为深入探究动物繁殖调控机制提供参考。

绵羊GDF9基因mRNA、DNA和调控区序列克隆及其在11个品种中遗传多态性检测

本研究旨在克隆绵羊生长分化因子9（Growth differentiation factor 9,GDF9）基因mRNA、DNA和调控区全序列,并检测其在11个绵羊品种中的遗传多态性,探究GDF9基因与绵羊多羔性状的关系。首先应用RACE和PCR技术克隆GDF9基因全长序列,其次利用SNaPshot分型技术检测11个绵羊品种GDF9基因遗传多态性。结果显示,克隆获得GDF9基因mRNA全长1 852bp（GenBank序列号：KR063137）,编码区两侧翼分别具有5′-UTR58bp（1~58nt）和3′-UTR 432bp（1 421~1 852nt）。进一步克隆获得长为2 898bp的DNA序列和2 304bp的调控区序列,分析发现调控区序列比数据库序列（NC_019462.1）多两个长片段。序列比对发现了已知突变G260A（G1）和调控区新突变-2078C〉G。分型结果显示,11个绵羊品种均不含FecGE、FecGH、FecGT、FecGF、FecGV突变,而G260A和-2078C〉G广泛存在于除草原型藏羊外的各绵羊品种中,G260A表现3种基因型（AA、BB和AB）,首次在小尾寒羊和山谷型藏羊中检测到BB型突变纯合子。-2078C〉G也存在3种基因型,基因型结果表明该位点与G260A完全连锁。关联分析结果显示,小尾寒羊AB型产羔数显著高于AA型（P〈0.05）。本研究完善了绵羊GDF9mRNA、DNA和调控区全长序列,为进一步研究GDF9基因功能奠定了基础。同时在不同绵羊品种中发现了G260A和-2078C〉G突变,其中G260A作为潜在的有效遗传标记可用于提高绵羊的产羔数。

生殖激素对绵羊繁殖性能影响的研究进展

影响绵羊产业效益的因素中,繁殖性能最为重要。研究发现多种生殖激素可以调控绵羊的繁殖性能。论文综述了促性腺激素释放激素、促卵泡素、促黄体素、孕酮、雌二醇、褪黑激素、促甲状腺素、甲状腺激素这8种激素对绵羊繁殖性能影响的新进展,为生产实践中绵羊繁殖性能的提高提供科学依据和新思路。

绵羊多羔主效基因BMPR1B的研究进展

骨形态发生蛋白受体1B(Bone morphogenetic protein receptor 1B,BMPR1B)是一种重要的跨膜受体蛋白,主要参与转化生长因子β(TGF-β)通路,其在调控成骨分化、细胞扩散以及卵巢卵泡发育等过程中起重要作用,并直接影响如绵羊等动物的繁殖性状。绵羊BMPR1B基因发生A746G突变(命名为FecB突变),导致第249位氨基酸由谷氨酰胺(Q)转变为精氨酸(R),进而使得绵羊排卵数和产羔数显著增加,因此BMPR1B成为目前最受关注的绵羊多羔主效基因。论文就绵羊BMPR1B基因定位、功能机制研究进展及其对高繁殖力绵羊的影响进行了综述,同时也对BMPR1B功能研究中一些亟待解决的问题展开了讨论。

家养动物选择信号研究进展

家养动物在人类生活中占有重要地位,它们都经历驯化而来,在自然和人工选择下,适应了当地环境和人类需要,形成了丰富多样的各类品种。驯化、自然和人工选择都会在基因组上留下选择信号。对这些选择信号进行研究,可以直接挖掘到功能基因,是目前最重要的功能基因筛选策略之一。当前已经对猪(Sus scrofa)、鸡(Gallus gallus)、牛(Bos taurus)、绵羊(Ovis aries)、山羊(Capra hircus)、犬(Canis lupus familiaris)及马(Equus caballus)等家养动物开展了选择信号研究,并挖掘了大量功能基因。本文主要概述了选择信号的种类和检测方法及其在家养动物中的研究进展,并讨论了选择信号分析的关键问题及其研究前景。

Kiss1基因调控哺乳动物繁殖性能的研究进展

Kiss1基因是近年来繁殖生理学领域的研究热点。Kiss1基因编码的多肽类激素叫Kisspeptin。Kiss1基因主要表达于下丘脑弓状核和下丘脑前腹部室旁核区域。Kisspeptin可通过其受体GPR54的介导来发挥作用。Kiss1基因是促性腺激素释放激素的关键上游调节子,在性腺轴系统中起到中枢节点作用。Kiss1在动物初情期启动、季节性发情、生殖调控中起着关键作用。论文就Kiss1基因在哺乳动物繁殖方面的研究进展进行简单综述。

利用微卫星标记分析5个山羊品种的遗传多样性和进化关系

文登奶山羊、辽宁绒山羊和安徽白山羊分别为奶山羊、绒山羊和板皮用山羊的典型代表，利用微卫星标记对其进行遗传多样性检测。同时以波尔山羊作为对照，分析北京本地山羊与上述3个山羊品种的进化关系。结果显示，上述4个中国山羊品种的有效等位基因数（NEA）、Nei’s无偏基因多样性（H）和等位基因丰富度（AR）分别为5．16—6．72、0．80～0．85和7．30～7．89，表明中国4个山羊品种具有丰富的遗传多样性。然而，杂合子缺失的结果提示波尔山羊和北京本地山羊品种内可能存在一定程度的近亲交配或人工选择。上述5种山羊品种间存在一定程度的遗传分化（Fsr=0．063），与之前报道的其他国家或地区的山羊结果类似。进化树和主成分分析显示，北京山羊与辽宁绒山羊遗传关系最近，与安徽白山羊的遗传关系较远，与丈登奶山羊的遗传关系最远，这4个品种为进化的一个分支，而波尔山羊为另一个分支。该进化关系与产区气候条件和育种目标一致。

5个绿壳蛋鸡群体中EAV-HP在SLCO1B3基因5′-非编码区插入整合频率和类型的研究

本试验旨在测定和比较5个绿壳蛋鸡群体中EAV-HP在溶质载体有机阴离子转运蛋白家族成员1B3（solute carrier organic anion transporter family member 1B3,SLCO1B3）基因的5′-非编码区插入整合的频率和类型。所选5个绿壳蛋鸡群体包括3个北京地区的商业群体（北京-LK、北京-LF和北京-YM）、贵州长顺绿壳蛋鸡群体和四川省地方品种旧院黑鸡;采用双重PCR对EAV-HP的插入整合进行检测,并利用DNA测序的方法判断EAV-HP的主要突变位点。结果表明,5个绿壳蛋鸡群体均拥有一定数量的EAV-HP插入整合的个体,表现为杂合（LC/N）和纯合（LC/LC）基因型,均可产绿壳蛋,其中旧院黑鸡的绿壳蛋频率最低,仅为28.90%,其次是北京-LF群体,为46.94%,其他3个群体的绿壳蛋频率为83.33%~84.62%;经卡方检验,北京-LF和旧院黑鸡群体符合Hardy-Weinberg平衡（P〉0.05）,而其他3个群体则极显著偏离Hardy-Weinberg平衡状态（P〈0.01）。DNA测序结果显示这5个绿壳蛋鸡群体中EAV-HP插入整合的序列与之前报道的东乡绿壳蛋鸡的KC632577.1完全一致。地方品种旧院黑鸡的绿壳蛋频率较低,建议利用双重PCR检测的分子标记辅助选择方法加以提高。

绵羊抑制素A基因外显子1多态性及其与高繁殖力关系的研究

采用PCR-SSCP技术检测抑制素A(inhibinA,INHA)基因外显子1在高繁殖力绵羊品种(小尾寒羊和湖羊)和低繁殖力绵羊品种(多赛特羊、特克塞尔羊和德国肉用美利奴羊)中的单核苷酸多态性,同时研究该基因对小尾寒羊高繁殖力的影响。结果表明,在所有5个绵羊品种中都存在2种基因型(AA和AB)。高繁殖力的小尾寒羊和湖羊等位基因B的频率分别为0.21和0.47,低繁殖力的多赛特、特克塞尔和德国肉用美利奴3个绵羊品种B等位基因频率分别为0.07、0.10和0.02。测序表明AB型和AA型相比在INHA基因外显子1中第877位发生T→C的碱基突变。独立性检验表明高繁殖力绵羊品种与低繁殖力绵羊品种之间INHA基因型分布差异显著(P<0.05)。AB型小尾寒羊平均产羔数比AA型多0.57只(P<0.01)。

不同产羔数绵羊性腺轴比较转录组研究

试验通过对巴美肉羊性腺轴进行转录组分析,旨在挖掘影响多羔性状的关键功能基因。分别选取双羔组巴美肉羊5只、单羔组4只,利用转录组测序(RNA-Seq)技术对下丘脑、垂体、卵巢转录组文库进行测序,然后对得到的测序数据进行生物信息学分析。测序数据经过质量控制后,27个样品共得到112Gb的有效数据。差异基因分析表明,与单羔组相比,双羔组下丘脑中,上调表达基因111个,下调表达基因106个;垂体组织中,上调表达基因97个,下调表达基因142个;卵巢组织中,上调表达基因182个,下调表达基因67个。功能富集性分析表明,神经活性的配体-受体相互作用信号通路在下丘脑-垂体-卵巢性腺轴调控排卵及卵泡发育方面发挥着重要的调控作用。通过不同产羔数巴美肉羊性腺轴比较转录组研究,提供了全部的转录本信息,筛选了影响产羔数的相关功能基因,丰富和补充了绵羊基因组信息,为进一步阐明绵羊繁殖力差异的分子机制奠定基础。

GnRH主动免疫雌性大鼠调控机制研究

旨在探讨GnRH主动免疫雌性SD大鼠的调控机制。24只雌性SD大鼠随机分为免疫组、卵巢切除组和空白对照组(n=8),免疫组于12周龄注射疫苗,4周后加免;卵巢切除组11周龄外科手术摘除卵巢;空白对照组不作任何处理。使用放射免疫分析法测定血清激素E2、P4、FSH和LH含量,荧光定量PCR分析各基因mRNA表达情况。结果显示,主动免疫显著降低血清E2、P4、FSH和LH含量,至56周处死时,E2和LH含量有微弱上升,但4种激素含量均显著低于空白对照组(P<0.05)。与空白对照组相比,主动免疫显著下调下丘脑GPR54、KiSS-1、GnRH和ER-αmRNA,垂体GnRH-R、FSH-β和LH-βmRNA以及卵巢FSHR、LHR和ER-αmRNA的表达水平(P<0.05)。结果表明,GnRH主动免疫能显著抑制雌性SD大鼠性腺发育,降低血清性激素含量,通过下丘脑ER-αmRNA-GPR54/KiSS-1通路保持动物较长时间去势;但GnRH主动免疫造成的动物去势存在恢复的可能。

山羊促甲状腺素β亚基基因(TSHB)cDNA克隆与组织表达研究

促甲状腺素β亚基基因(TSHB)主要表达于动物垂体腺,其表达受到光照周期调控并且与动物季节性繁殖活动密切相关。本实验以济宁青山羊和辽宁绒山羊为研究对象,运用RT-PCR方法克隆获得山羊TSHB基因部分cDNA序列(GenBank No.:JQ937288),并使用RT-PCR与荧光定量PCR技术检测TSHB基因在济宁青山羊与辽宁绒山羊下丘脑-垂体-卵巢繁殖轴及其他组织的表达分布情况。结果表明,山羊TSHB基因编码区417 bp,编码含有138个氨基酸的蛋白质;各哺乳动物间TSHB基因高度保守,山羊与绵羊、牛TSHB基因同源性最高,达99%;另外,两品种山羊TSHB基因均在垂体中高表达,在济宁青山羊下丘脑、卵巢及海马等组织低度表达,而在辽宁绒山羊下丘脑低度表达,两品种其他组织均没有表达。非繁殖季节济宁青山羊垂体TSHB基因表达水平是辽宁绒山羊的1.6倍(P=0.061),其对季节性繁殖的调控功能值得进一步研究。本研究首次对山羊TSHB基因cDNA序列进行了克隆和表达分析,研究结果对山羊繁殖调控具有重要意义。

DNA甲基化调控动物季节性行为和繁殖的研究进展

动物的生物学行为会随生存环境、季节变换发生一些显著的改变,这些行为变化在动物生存、生长发育、繁殖甚至疾病中扮演着重要角色。近年来研究指出,DNA甲基化参与了动物季节性行为及繁殖性能的调控。本文概述了DNA甲基化常见的发生区域,动物季节性行为变化及动物繁殖性能(初情期、季节性发情、性腺发育等)受DNA甲基化调控的研究进展,为从表观遗传角度分析动物季节性行为变化和动物繁殖的分子机制提供理论参考和研究思路。

喙畸形研究进展

喙是鸟类上下颌包被的硬角质鞘,起到哺乳动物唇和齿的作用。喙畸形是近年来在鸟类发现并逐渐受到重视的一类骨骼疾病。喙畸形在家禽尤其是我国一些地方鸡品种中常见发生,主要表现为上下喙交错,咬合不全,呈交叉状态,严重影响个体饮水和采食,造成生长缓慢甚至死亡,给家禽生产造成巨大的经济损失,同时也威胁动物福利。目前,国内外关于鸡喙的起源、形态结构、生长发育等方面的研究相对较少,鸡喙畸形的形成机制尚不明确,而在鸟类,尤其是达尔文雀喙畸形的研究取得了较大的进展。本文综述了鸟类(包括鸡)喙的起源、形态结构、生长发育、影响因素以及其他物种唇部形态变化等相关研究,以期为人们开展鸡喙形态发育及喙畸形的分子机制研究提供借鉴。

绵羊高繁殖力候选基因类固醇21-羟化酶(CYP21)的研究

通过采取PCR-SSCP和限制性内切酶酶切的方法检测类固醇21-羟化酶(steroid 21-hydroxylase,CYP21)基因的10个外显子在高繁殖力绵羊品种(小尾寒羊)、中等繁殖力品种(湖羊)和低繁殖力品种(多赛特羊和特克塞尔羊)间的单核苷酸多态性,同时研究该基因对小尾寒羊高繁殖力的影响。结果显示,在所设计的10对引物中,仅引物P8扩增的片段存在多态性。对于P8扩增得到的片段,经HinPⅠ1酶切后,可在小尾寒羊、湖羊和多赛特羊中检测到AA和AB型,而在特克塞尔羊中只检测到AA型;经BcnⅠ酶切后,在小尾寒羊、湖羊、多赛特和特克塞尔羊中均检测到CC和CD型。测序结果显示AB型与AA型相比在2340位发生了A→G突变,但并未引起所编码的氨基酸发生改变;CD型与CC型相比在2376位发生了G→A突变,也未引起所编码氨基酸的变化。AB型小尾寒羊产羔数最小二乘均值比AA型的多0.96只(P<0.05),CC型和CD型小尾寒羊产羔数差异不显著(P>0.05)。研究结果初步表明CYP21基因的B等位基因是提高绵羊产羔数的一个候选DNA标记。

绵羊FecB基因遗传多样性及其产羔数的关联分析

FecB是19世纪80年代在布鲁拉美利奴(Booroola Merino)绵羊中发现的能增加排卵数和产羔数的一个常染色体突变基因,是在绵羊中识别出的第一个高繁殖力主效基因。本研究利用PCR-SSCP以及PCR-RFLP方法对湖羊、小尾寒羊、阿勒泰羊、洼地绵羊共470只的FecB基因进行单核苷酸多态性分析,验证FecB基因为绵羊的高繁殖力的主效基因,并以洼地绵羊为研究对象,检验FecB基因是否为洼地绵羊高繁殖力的主效基因。实验结果表明上述两种方法均能准确判型,稳定可靠性良好,并且判断的结果一致。研究结果显示:上述4个绵羊品种均携带FecB突变,且能证明FecB基因为洼地绵羊高繁殖力的主效基因。