閔令江，豐艷妮，李 蘭，李美玉

(青島農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，青島 266109)

山羊MSTN基因多態(tài)性與主要經(jīng)濟性狀的關(guān)聯(lián)分析

閔令江*，豐艷妮，李 蘭，李美玉

(青島農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，青島 266109)

為研究山羊生長抑制素(Myostatin，MSTN)基因的多態(tài)性及其與主要經(jīng)濟性狀的關(guān)系，以山羊為材料，利用PCR-RFLP和PCR-SSCP技術(shù)檢測了MSTN基因的多態(tài)性，分析了其群體遺傳結(jié)構(gòu)，并探討了基因多態(tài)性與多個體重、體尺及屠體性狀的關(guān)系。結(jié)果表明，MSTN基因5′調(diào)控區(qū)-662 bp處C→T轉(zhuǎn)換導(dǎo)致7個群體有TaqⅠ多態(tài)，表現(xiàn)CC、CT、TT 3種基因型。波爾山羊CC基因型頻率比3個地方品種的CC頻率要高，而TT型相反。波爾山羊的等位基因C頻率較T高，而地方品種T比C高。除純種波爾山羊外，其他5個群體均處于Hardy-Weinberg非平衡狀態(tài)(P<0.01)；SSCP檢測外顯子3后發(fā)現(xiàn)，7個群體均存在NN、NM、MM 3種基因型，均沒有CT-NN和CT-NM型個體，并且在波爾山羊中也沒TT-NN和TT-NM型，F(xiàn)1也沒有TT-NM型，3個地方品種中也未檢測到TT-MM型個體。MSTN基因的5′調(diào)控區(qū)對斷奶重、凈肉重有極顯著影響(P<0.01)，CC型極顯著或顯著大于TT型；該位點與后軀肉重也有關(guān)(P<0.01)，但基因型間差異均不顯著(P>0.05)。以上3個指標上均發(fā)現(xiàn)有CC>CT>TT的規(guī)律。同時該位點對肝重也有顯著影響(P<0.05)，CT型顯著大于TT型(P<0.05)。MSTN基因的外顯子3對凈肉重、后軀肉重和肝重有極顯著效應(yīng)(P<0.01)，MM極顯著或顯著地大于NN型，并且在數(shù)值上表現(xiàn)為MM>NM>NN；5′調(diào)控區(qū)和外顯子3的交互作用對斷奶重、后軀肉重和肝重有顯著影響(P<0.05)， CC-MM型比其他組合基因型表現(xiàn)更重的斷奶重、后軀肉重和肝重。以上結(jié)果表明：MSTN基因的5′調(diào)控區(qū)和外顯子3的不同分子特征，可用于山羊相應(yīng)肉用性狀的分子標記輔助選擇，加速育種進程。

山羊；MSTN基因；體重性狀；體尺性狀；屠體性狀

Myostatin(MSTN)即肌肉生長抑制素，又稱生長分化因子-8(GDF-8)，為轉(zhuǎn)化生長因子β超家族(TGF-β) 的成員。MSTN是骨骼肌生長的負調(diào)控因子，許多研究證明MSTN基因的表達量與肌肉重量變化呈負相關(guān)，該基因C端活性區(qū)缺失的小鼠比雜合體和野生型的重約30%，表現(xiàn)出“雙肌現(xiàn)象”[1]，在牛上也證明了這一現(xiàn)象[2]。在皮埃蒙特雙肌牛上發(fā)現(xiàn)MSTN基因外顯子3(G→A)、外顯子1(C→A) 發(fā)生突變，造成雙肌牛比普通牛肌肉增加20%～25%[3]；E.Casas等[4]也證明了MSTN基因外顯子3的G→A突變與出生重、斷奶重等有關(guān)系，而渤海黑牛外顯子3的G→A和C→T突變與頭長、胸圍和腰角寬有關(guān)[5]。李紹華等[6]發(fā)現(xiàn)豬MSTN基因外顯子3的A→G突變也與肉用性狀密切相關(guān)。朱智等[7]發(fā)現(xiàn)雞MSTN基因外顯子1的多態(tài)與屠宰率有關(guān)，后來溫彥濤等[8]進一步證明外顯子1的 G→C突變對胸肌重和腿肌重有顯著影響，張跟喜等[9]也發(fā)現(xiàn)外顯子SNPs與邊雞的體重有關(guān)。這些說明肌肉生長與MSTN基因外顯子的SNP有著密切關(guān)系。顧志良等[10]發(fā)現(xiàn)骨骼肌生長速度在較大差異的肉雞和蛋雞MSTNmRNA表達水平有較大的差異，而MSTNmRNA表達量在太湖鵝與皖西白鵝間也存在差異，且在皖西白鵝中與體重和腿肌重顯著負相關(guān)[11]。MSTN5′調(diào)控區(qū)的C→G和A→G與邊雞的體重相關(guān)[12-13]，對高郵鴨而言，C→G對腹脂率有顯著影響[14]。對豬MSTN基因5′調(diào)控區(qū)而言，Y.L.Jiang等[15]發(fā)現(xiàn)T→A突變與豬后期日增重和大白豬的初生重有關(guān)，于靈芝等[16]也發(fā)現(xiàn)與早期體重和日增重有關(guān)，劉曉琴等[17]卻發(fā)現(xiàn)與豬的出生重和斷奶重顯著相關(guān)，而關(guān)學敏等[18]發(fā)現(xiàn)其僅與出生重有關(guān)，吳俊紅等[19]卻發(fā)現(xiàn)其與豬肌纖維直徑、肩部背膘厚等顯著相關(guān)。另外，在家兔中也發(fā)現(xiàn)該基因5′調(diào)控區(qū)T→ C突變有增加活體重、提高胴體重、前腿重、背腰重、后腿重和皮重的效應(yīng)[20]。以上結(jié)果均說明MSTN基因5＇調(diào)控區(qū)和編碼區(qū)在動物的肉用性能調(diào)控上發(fā)揮著重要作用。除5′調(diào)控區(qū)和外顯子3之外，3′-UTR的突變也對中國草原紅牛的凈肉率和眼肌面積有影響[21]，而內(nèi)含子1的 C→T突變對草原紅牛的凈肉率有顯著影響[22]。MSTN除對肌肉生長發(fā)育有重大影響外，對脂肪沉積[23-25]、肌肉萎縮[26]、肌肉再生[27]等也有重要作用。

與牛豬禽研究相比，對羊的報道不多，且以研究多態(tài)性為主，與經(jīng)濟性狀的關(guān)聯(lián)分析較少。研究表明，比利時Texel雙肌綿羊與普通的綿羊(Romarow)相比，其MSTN基因的編碼區(qū)沒有堿基的差異[28]；研究發(fā)現(xiàn)，雙肌臀性狀對羊的初生重、斷奶重以及斷奶后日增重沒有影響，B.A.Freking等[29]也認為雙肌臀性狀不影響任何生長率，但使內(nèi)臟器官的重量降低。劉錚鑄等[30]發(fā)現(xiàn)，山羊MSTN基因內(nèi)含子2的C→A顛換與斷奶重顯著相關(guān)，而T→C顛換與出生重有關(guān)。

以上報道多單獨研究了MSTN基因的5′調(diào)控區(qū)或外顯子3多態(tài)性與牛、豬或禽生產(chǎn)性狀的關(guān)系，本試驗以山羊為研究對象，聯(lián)合分析了MSTN基因的5′調(diào)控區(qū)和外顯子3多態(tài)性與體重、體尺及屠體性狀的關(guān)系，以期更準確地了解MSTN基因?qū)ιa(chǎn)性能的影響，以期用于山羊的生產(chǎn)實踐和標記輔助育種。

1 材料與方法

1.1 試驗動物及試劑

99只波爾山羊、50只魯北白山羊及其雜交后代來自東營綿野，30只文登奶山羊來自文登得鉦，45只嶗山奶山羊來自青島奧特，飼喂以青貯、羊草為主、輔以精料，選擇健康、記錄齊全的羊只為試驗用羊；TaqDNA聚合酶購自上海普洛麥格公司，蛋白酶K、純化和回收試劑盒(DV807A、DV805A)購自寶生物工程公司，DGL 2000 DNA Marker購自北京鼎國生物公司。

1.2 生產(chǎn)性狀及其指標

由于時間關(guān)系，F(xiàn)2代僅涉及到6月齡前指標。關(guān)聯(lián)分析時，在引進與純繁波爾山羊群體間將差異不顯著(P>0.05)的指標進行合并處理。體尺性狀有體高、體長、胸圍、管圍、胸深。體重指標包括初生重、斷奶重(3月齡)、周歲重(僅波爾山羊)。屠體性狀(10月齡)僅涉及F1代，指標有眼肌面積、GR值、肝重、后腿肉重、腰肉重、肩肉重、前軀肉重和后軀肉重。

1.3 樣本的采集、DNA提取及檢測

在山羊耳朵內(nèi)側(cè)少毛處用剪耳鉗取少量組織樣，放入70% 乙醇中并用封口膜封好管口，帶回實驗室放于-80℃冰箱保存。采用酚氯仿抽提法提取DNA，并用紫外分光光度計和瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA的濃度和質(zhì)量。

1.4 引物設(shè)計與PCR反應(yīng)

擴增山羊MSTN基因5′側(cè)翼區(qū)部分序列的引物、PCR反應(yīng)體系及條件參考文獻[31]。根據(jù)MSTN序列(Accession No.：AY032689)設(shè)計外顯子3的引物，其序列：F：5′-GAAGTCAAGGTAACAGACAC-3′，R：5′-CCACAGCGATCTACTACCATG-3′。反應(yīng)體系：10×PCR Buffer 2.5 μL，2.5 mmol·L-1dNTPs 2.0 μL，5 mmol·L-1MgCl22.5 μL，1 μmol·L-1引物1.0 μL，5 U·μL-1Taq酶 0.2 μL，50 ng·μL-1DNA模板 1.0 μL，補去離子水至25 μL。反應(yīng)條件： 94 ℃預(yù)變性4 min； 94 ℃變性30 s， 60 ℃退火45 s， 72 ℃延伸1 min，循環(huán)40次； 72 ℃延伸10 min。

1.5 基因分型

酶切反應(yīng)體系按說明書進行，在37℃恒溫循環(huán)器中消化后電泳。SSCP用北京六一DYCZ-24F垂直電泳槽以8%丙烯酰胺凝膠電泳，其結(jié)果用0.1%的AgNO3染色，顯色后用hp4500c掃描儀掃描成像。

1.6 統(tǒng)計分析模型

考慮到MSTN基因的5′調(diào)控區(qū)和外顯子3的功能和關(guān)系，構(gòu)建了如下聯(lián)合分析模型，以期獲得該基因?qū)ιa(chǎn)性狀的更準確遺傳效應(yīng)，計算軟件為 SAS(8.1)。

式中，Yijnmk表示第k個山羊的性狀觀察值；μ為總體均數(shù)；Bi為第i個品種(群體)效應(yīng)；Sj表示第j個性別效應(yīng)；Pn表示山羊MSTN基因5′調(diào)控區(qū)第n個基因型效應(yīng)；Em表示山羊MSTN基因外顯子3第m個基因型效應(yīng)；(PE)nm表示Pn與Em的交互效應(yīng)；εijnmk為第k個觀察值的隨機誤差。

2 結(jié) 果

2.1 山羊MSTN基因5′調(diào)控區(qū)多態(tài)性

在比對分析的基礎(chǔ)上，選用TaqⅠ、PshBⅠ、HinfⅠ、XspⅠ、HaeⅢ等酶切分析，結(jié)果表明，選用內(nèi)切酶均可產(chǎn)生預(yù)期大小的酶切片段，但除TaqⅠ以外，其他均未發(fā)現(xiàn)多態(tài)性。酶切電泳后出現(xiàn)的多態(tài)圖譜見圖1。在7個群體中均產(chǎn)生了3種基因型。測序結(jié)果表明在-662 bp處存在C→T轉(zhuǎn)換，TaqⅠ識別位點的丟失(T/CGA→TTGA)是產(chǎn)生多態(tài)性的原因，序列分析具體情況參考文獻[31]。定義等位基因T：僅有1 134 bp帶；等位基因C：包含470和874 bp兩條帶。

M.DGL 2000 marker；1，9.TT；4，8.CC；2，3，5-7，10.TC圖1 山羊MSTN基因5′調(diào)控區(qū)TaqⅠ酶切圖Fig.1 Band patterns of PCR products digested with TaqⅠfor 5′-regulatory region of MSTN gene in goats

2.2 群體遺傳結(jié)構(gòu)分析

山羊MSTN基因5′調(diào)控區(qū)基因型統(tǒng)計結(jié)果如表1。在7個群體中均檢測到3種基因型，其中純種波爾山羊的CC基因型頻率比3個地方品種的CC頻率要高，而TT型頻率則比3個地方品種低，純種波爾山羊以TT個體為最少，而地方品種以CT雜合型個體為最少。所有個體中，以CC型居多，占到49.7%，而CT和TT型個體數(shù)目則相差不多，分別占到23.4%和26.9%。純種波爾山羊的等位基因C頻率較高，而地方品種以等位基因T的頻率較高。

表1 山羊MSTN基因5′調(diào)控區(qū)基因型及等位基因頻率

Table 1 Distribution of allele and genotype frequencies in the 5′-regulatory region ofMSTNgene in goats

群體Population數(shù)量No．基因型數(shù)量/頻率No．/Frequenciesofgenotypes等位基因頻率AllelefrequencyCCCTTTCTχ2引進波爾山羊YJ4930/0．61214/0．2865/0．1020．7550．2452．535純繁波爾山羊CF5036/0．72012/0．2402/0．0400．8400．1600．574魯北白山羊LB5020/0．4006/0．12024/0．4800．4600．54028．762??F110553/0．50525/0．23827/0．2570．6240．37625．489??F217278/0．45354/0．31440/0．2330．6100．39016．868??文登奶山羊WD3013/0．4332/0．06715/0．5000．4670．53322．502??嶗山奶山羊LS4519/0．4224/0．08922/0．4890．4670．53330．364??總計Total501249/0．497117/0．234135/0．2690．6140．386129．000??

2.3 雙位點聯(lián)合群體遺傳結(jié)構(gòu)分析

以SSCP技術(shù)檢測了MSTN基因外顯子3，結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在3種基因型NN、NM和MM，不同群體MSTN基因5′調(diào)控區(qū)和外顯子3的雙標記基因型統(tǒng)計分析結(jié)果如表2所示。結(jié)果顯示，不同群體均沒有發(fā)現(xiàn)CT-NN和CT-NM型個體，并且在波爾山羊中也沒發(fā)現(xiàn)TT-NN和TT-NM型個體的存在，在F1群體中也沒有TT-NM型個體。就全體山羊存在的基因型而講，其頻率也存在較大的差異，從0.080(TT-MM)到0.246(CC-NM)不等。但TT-MM型頻率在不同群體存在很大差別，在3個地方品種中未檢測到TT-MM型個體，而F1群體卻達到了0.190，在7個群體中，F(xiàn)1群體CC-NM型頻率是最高的，達到0.343。

表2 山羊MSTN基因雙標記基因型頻率

Table 2 Distribution of genotype frequencies in theMSTNgene in different goat populations

群體Population數(shù)量No．CCCTTTNNNMMMMMNNNMMM引進波爾山羊YJ494/0．08212/0．24514/0．28614/0．286005/0．102純繁波爾山羊CF503/0．06010/0．20023/0．46012/0．240002/0．040魯北白山羊LB5012/0．2404/0．0804/0．0806/0．12012/0．24012/0．2400F110511/0．10536/0．3436/0．05725/0．2387/0．067020/0．190F217220/0．11650/0．2918/0．04754/0．31411/0．06416/0．09313/0．076文登奶山羊WD305/0．1673/0．1005/0．1672/0．0677/0．2338/0．2670嶗山奶山羊LS458/0．1788/0．1783/0．0674/0．08915/0．3337/0．1560總計Total50163/0．126123/0．24663/0．126117/0．23452/0．10443/0．08640/0．080

2.4 山羊MSTN基因雙標記對體重、體尺和屠體性狀的效應(yīng)

對體高、體長、胸圍、胸深、管圍進行最小二乘分析后發(fā)現(xiàn)，MSTN基因雙標記對3、10和12月齡體尺指標的影響均不顯著(P>0.05)。對檢測的所有體重、屠體指標統(tǒng)計分析后發(fā)現(xiàn)，在斷奶重上，MSTN基因5′調(diào)控區(qū)對其有極顯著影響(P<0.01)，外顯子3對斷奶重沒有影響(P>0.05)，而二者的交互作用對斷奶重有顯著影響(P<0.05)，CC型極顯著地大于TT型(P<0.01)，CT型斷奶重也大于TT型，但差異不顯著(P>0.05)，同時CC-MM型比其他組合基因型表現(xiàn)更大的斷奶重；10月齡凈肉重上，MSTN基因5′調(diào)控區(qū)和外顯子3對其有極顯著影響(P<0.01)，而交互作用沒有顯著影響(P>0.05)，CC型凈肉重顯著地大于TT型(P<0.05)，其他基因型之間不存在顯著差異(P>0.05)，MM型凈肉重極顯著地大于NN型(P<0.01)，NN型顯著小于NM型(P<0.05)，NM的凈肉重也小于MM型，但是差異不顯著(P>0.05)；MSTN基因5′調(diào)控區(qū)對后軀肉重有顯著效應(yīng)(P<0.01)，但是不同基因型間并沒有顯著差異(P>0.05)，外顯子3對后軀肉重也有極顯著影響(P<0.01)，MM型顯著地大于NN型，NM型后軀肉重盡管也大于NN型，但是未見顯著差異(P>0.05)，同時兩個標記的交互作用對后軀肉重也有顯著遺傳效應(yīng)(P<0.05)，CC-MM是后軀肉重的最佳組合基因型，表達最高的后軀肉重。具體見表3、表4和表5。

表3 山羊MSTN基因5′調(diào)控區(qū)對體重和屠體性狀的效應(yīng)分析

Table 3 The effect ofMSTNgene 5′-regulatory region on body weight and carcass traits in goats

性狀TraitCCCTTTF值P值斷奶重Weaningweight17．686±2．930aA16．424±2．123bB15．916±1．633bB8．38??0．0003凈肉重Meatweight13．269±1．168a13．080±1．053ab12．761±0．894b12．76??<0．0001后軀肉重Hindquartersmeatweight4．938±0．551a4．800±0．537a4．633±0．505a13．44??<0．0001肝重Liverweight0．471±0．085ab0．490±0．061a0．433±0．043b4．19?0．0224

不同大寫字母表示極顯著水平(α=0.01)；不同小寫字母表示顯著水平(α=0.05)；同一字母表示差異不顯著。*.表示影響顯著(P<0.05)；**.表示影響極顯著(P<0.01)。表4同

The different capital letters meansα=0.01;The different small letters meansα=0.05；The same superscript mean insignificant difference at the same α value.*.Indicates the significant difference(P<0.05)；**.Indicates the significant difference(P<0.01).The same as Table4

表4 山羊MSTN基因外顯子3對體重和屠體性狀的效應(yīng)分析

Table 4 The effect ofMSTNgene exon 3 on body weight and carcass traits in goats

性狀TraitNNNMMMF值P值凈肉重Meatweight12．561±0．993bB13．079±0．916aAB13．292±1．181aA13．32??<0．0001后軀肉重Hindquartersmeatweight4．538±0．427b4．818±0．235ab4．995±0．707a15．33??<0．0001肝重Liverweight0．431±0．065b0．459±0．069ab0．490±0．079a6．06??0．0051

表5 山羊MSTN基因雙標記交互效應(yīng)分析

Table 5 Interaction between exon 3 and 5′-regulatory region ofMSTNgene in goats

性狀TraitCC?NNCC?NMCC?MMCT?MM斷奶重Weaningweight16．742±2．25017．560±2．65518．655±3．62916．424±2．123后軀肉重Hindquartersmeatweight4．667±0．4084．818±0．2356．616±0．5774．800±0．537肝重Liverweight0．433±0．0750．459±0．0690．617±0．0290．490±0．061性狀TraitTT?NNTT?NMTT?MMFP斷奶重Weaningweight16．467±1．48315．681±1．76315．762±1．6294．47?0．0121后軀肉重Hindquartersmeatweight4．150±0．2124．771±0．4824．10?0．0498肝重Liverweight0．425±0．0350．436±0．0486．56?0．0144

*.表示交互效應(yīng)對性狀有顯著影響(P<0.05)

*.Indicates the effect of interaction on the trait was significant(P<0.05)

山羊MSTN基因5′調(diào)控區(qū)與肝重存在顯著相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，外顯子3對其有極顯著影響(P<0.01)，二者的互作對其也有顯著效果(P<0.05)，CT型肝重顯著地大于TT型(P<0.05)，其他基因型之間沒有顯著差異(P>0.05)(表3)；外顯子3位點MM型肝重顯著地大于NN(P<0.05)，NM型肝重盡管也大于NN型，但是沒有顯著差異(P>0.05)(表4)；在二者的組合基因型中，CC-MM表現(xiàn)出最大的肝重(表5)，為最佳組合型，利于羊肝生產(chǎn)。

3 討 論

MSTN基因以其在調(diào)控肌肉、脂肪等方面的作用，受到畜牧、醫(yī)學等業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。畜牧業(yè)主要關(guān)注兩方面：一是如何獲得與證明對生產(chǎn)有利的MSTN基因突變體，二是怎樣使MSTN基因正常的個體不能有效發(fā)揮其正常功能。MSTN基因的正常功能主要是調(diào)節(jié)動物骨骼肌的總量，并使之能夠維持適當?shù)谋壤齕32]，因此通過開發(fā)抑制劑或新型飼料添加劑等途徑，封阻其功能，或許成為利用大多數(shù)個體生產(chǎn)更多產(chǎn)品的可行途徑。同時，利用基因重組技術(shù)可獲得MSTN基因缺失的其他超級動物或通過檢測MSTN基因，尋找對生產(chǎn)有利的突變個體，亦是育種工作者培育產(chǎn)肉率高畜禽的一種有效途徑，本研究結(jié)果為嘗試山羊該方面的育種提供了部分理論參考。

檢測的兩個MSTN基因位點分別出現(xiàn)CC、CT、TT和NN、NM、MM 3種基因型，并且在7個群體中普遍存在，但是純種波爾山羊的等位基因C、M頻率較高，而地方品種以等位基因T、N的頻率較高。這種差異是基因型分布與品種或群體存在極顯著相關(guān)關(guān)系的直接反映(P<0.01)：LB、WD和LS間基因型分布差異不顯著(P>0.05)；YJ與CF間基因型分布差異也不顯著(P>0.05)。因此，推測這可能與品種或經(jīng)濟用途有關(guān)，并且χ2適合性檢驗表明純種波爾山羊群體處于Hardy-Weinberg平衡狀態(tài)(P>0.05)，這或許能夠說明波爾山羊以其明顯的肉用性能，在長期的選育中使等位基因C、M已基本固定，維持在一個比較理想的水平。因此，進一步推測等位基因C、M可能與波爾山羊的生產(chǎn)性能有關(guān)。另外，基因多態(tài)性與環(huán)境，尤其是與營養(yǎng)的關(guān)系問題，目前普遍認為與動物營養(yǎng)有關(guān)的基因，如維生素D受體基因、亞甲基四氫葉酸還原酶基因、載脂蛋白基因等的多態(tài)性會影響相應(yīng)營養(yǎng)素的利用，反之，并沒有證據(jù)表明營養(yǎng)素會引起相應(yīng)基因多態(tài)性的出現(xiàn)或改變，尤其是飼養(yǎng)管理條件，如不同飼養(yǎng)場地。對于動物生產(chǎn)性能來講，遺傳起到?jīng)Q定性作用，對某一性狀，尤其是數(shù)量性狀是多個基因和同一基因的不同構(gòu)件間綜合作用的結(jié)果；環(huán)境因素固然重要，其作用會同遺傳因素得以體現(xiàn)。因此，本研究在構(gòu)建統(tǒng)計模型時考慮了品種、性別、不同基因型及其交互效應(yīng)。

將山羊MSTN基因的兩個標記位點一起分析時發(fā)現(xiàn)，在所研究的群體中均沒有CT-NN和CT-NM型個體，并且在波爾山羊中也沒發(fā)現(xiàn)TT-NN和TT-NM型個體的存在，在F1群體中也沒有TT-NM型個體，在3個地方品種中未檢測到TT-MM型個體。這可能是抽樣不均勻、樣本數(shù)目少或由于兩位點不同基因型間的遺傳共適應(yīng)差異引起的，當然，也不能排除與其他基因間連鎖不平衡或相鄰的兩個如此緊密的標記位點間異常連鎖情況或遺傳共適應(yīng)與連鎖的協(xié)同作用的可能性。

本研究對山羊體重性狀與MSTN5′調(diào)控區(qū)和外顯子3的多態(tài)性做了分析，發(fā)現(xiàn)MSTN基因5′調(diào)控區(qū)與斷奶重有直接相關(guān)(P<0.01)，外顯子3與斷奶重沒有直接的相關(guān)關(guān)系(P>0.05)，不過外顯子3和5′調(diào)控區(qū)的交互作用對斷奶重有顯著影響(P<0.05)，體現(xiàn)為CC-MM型比其他組合基因型表現(xiàn)更重的斷奶重。這與5′調(diào)控區(qū)的突變與邊雞體重相關(guān)[12-13]、與豬早期體重和日增重有關(guān)[16]、與豬的斷奶重顯著相關(guān)[17]有類似的結(jié)論。MSTN基因5′調(diào)控區(qū)SNPs與雞的初生重有關(guān)(P<0.05)[25]，也對豬的出生重有影響[15，17-18]，但在山羊上我們沒有發(fā)現(xiàn)MSTN基因5′調(diào)控區(qū)與初生重有關(guān)，這可能與物種或群體規(guī)模有關(guān)，具體需要進一步的驗證。E.Casas等[4]研究表明，MSTN基因外顯子3的突變不僅造成比利時藍牛和皮埃蒙特牛的雙肌性狀，而且也能使牛初生重和周歲重增加，H.Arnold等[33]也有類似結(jié)論，認為突變導(dǎo)致雙肌性狀的同時，也能提高初生重。這與本研究的結(jié)果：外顯子3與初生重、斷奶重、10月齡屠宰活重及周歲重沒有直接相關(guān)關(guān)系不一致。這可能說明存在物種間的差異或者盡管山羊外顯子3發(fā)生兩處突變，但是發(fā)揮作用可能要受到其他未知因素的調(diào)控或影響。另外，本研究發(fā)現(xiàn)MSTN基因5′調(diào)控區(qū)和外顯子3對山羊3、10和12月齡的體高、體長、胸圍、胸深、管圍體尺指標的影響均不顯著，但是劉桂芬等[5]卻發(fā)現(xiàn)渤海黑牛的胸圍指標與外顯子3的多態(tài)性有關(guān)，這可能是由于物種或年齡不同所導(dǎo)致。

A.C.McPherron等[34]通過基因敲除技術(shù)使小鼠的MSTN基因的C端生物活性區(qū)缺失得到純合體小鼠，其肩、臀部的肌肉明顯肥大，肌肉量顯著增加，而本研究發(fā)現(xiàn)山羊MSTN基因兩個位點及其互作均與肩肉重無關(guān)(P>0.05)，這可能是由于物種不同所致。但是本研究結(jié)果同時表明山羊MSTN基因5′調(diào)控區(qū)和外顯子3對10月齡凈肉重和后軀肉重均有影響，這與A.C.McPherron等[34]和喬西波等[20]對屠體性狀的研究結(jié)果基本吻合。

本研究表明，山羊MSTN基因5′調(diào)控區(qū)、外顯子3及其交互作用與肝重存在相關(guān)性，不過在其他動物方面還未見類似報道。但是有些研究證明MSTN及其基因與脂肪的代謝之間存在關(guān)系。MSTN基因突變純合體小鼠與對照組比平均體脂肪減少70%，并隨年齡的增加，其脂肪的沉積能力降低。J.Lin等[24]從敲除MSTN基因的小鼠與野生型比較中發(fā)現(xiàn)前者肌肉增加的同時，脂肪量減少，導(dǎo)致瘦素分泌也相應(yīng)地減少。Z.Gu等[25]以雞為試驗材料證明了MSTN基因也與脂肪有關(guān)，基因型間腹脂重和腹脂率有顯著差異(P<0.05)。這些結(jié)果可能在一定程度上暗示了肝功能與脂肪累積的復(fù)雜關(guān)系。

勿庸置疑，肝與脂肪之間有著密切的關(guān)系：脂肪的合成和釋放﹑脂肪酸分解﹑酮體生成與氧化﹑膽固醇與磷脂的合成﹑脂蛋白合成和運輸?shù)染诟蝺?nèi)進行。本研究和他人的研究表明，MSTN基因?qū)Ω魏椭居杏绊?，那么MSTN基因有沒有通過肝發(fā)揮對脂肪的影響呢？這是否就是顧志良等所推測的：通過合成代謝的間接方式實現(xiàn)，即通過調(diào)節(jié)體內(nèi)能量代謝的平衡來協(xié)調(diào)脂肪在體內(nèi)的沉積，同時顧志良等還推測：MSTN可能作為細胞因子分泌到血液中，通過相應(yīng)循環(huán)到達脂肪細胞，然后直接作用于脂肪細胞從而發(fā)揮影響脂肪代謝的作用；另外，也不能排除通過調(diào)節(jié)由肌細胞或神經(jīng)細胞分泌的其他細胞因子來直接或間接的達到控制脂肪的可能性。A.C.McPherron等[23]也提出過類似看法：MSTN抑制脂肪沉積的機制可能是MSTN直接作用于脂肪組織，調(diào)節(jié)其代謝過程或骨骼肌中MSTN信號缺乏間接影響了脂肪組織。但是本研究認為有些資料傾向于表明MSTN對脂肪的直接作用。H.S.Kim等[35]用MSTN處理3T3-L1細胞時，前脂細胞的體外分化會受到它的影響。另外，在脂肪組織中也檢測到MSTN基因的表達。總之，目前對MSTN如何控制脂肪代謝還知之甚少，基本上停留在推測階段。對MSTN與肝和脂肪之間的關(guān)系進行深入研究有助于了解MSTN控制脂肪代謝的機理。盡管本研究結(jié)果表明：山羊MSTN基因5′調(diào)控區(qū)、外顯子3及其交互作用對肝重存有顯著影響，但是山羊MSTN基因在肝中表達情況有待研究，目前為止尚未發(fā)現(xiàn)表達產(chǎn)物[36]。不過已經(jīng)證實MSTN基因在豬的肝、脂肪組織、腦、舌、心、肺、脾、小腸、腎和骨髓等組織中也有少量表達，在雞胚的肝中沒有MSTN基因的表達產(chǎn)物[37]。

山羊MSTN基因多態(tài)性與生產(chǎn)性狀關(guān)聯(lián)分析表明，MSTN基因影響了斷奶重、凈肉重、后軀肉重和肝重4個指標上，5′調(diào)控區(qū)對其均有單獨效應(yīng)，外顯子3對斷奶重沒有獨立效應(yīng)，在凈肉重上，5′調(diào)控區(qū)和外顯子3對其互作效應(yīng)不顯著。這可能初步說明調(diào)控和被調(diào)控之間的作用發(fā)揮的方式是復(fù)雜的，這有助于理解基因調(diào)控表達的分子機理。

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(編輯 郭云雁)

Associations ofMSTNGene’s Polymorphisms with Some Economic Traits in Goats

MIN Ling-jiang*，F(xiàn)ENG Yan-ni，LI Lan，LI Mei-yu

(CollegeofAnimalScienceandTechnology，QingdaoAgriculturalUniversity，Qingdao266109，China)

This experiment was designed to study the polymorphisms ofMyostatin(MSTN) gene and its effects on body weight，body measurement and carcass traits in goats.The polymorphisms of 5′-regulatory region and exon 3 ofMSTNgene in some goat populations were detected by PCR-RFLP and PCR-SSCP in the present study，respectively.The results showed that：The transition(C→T) at -662 bp in the 5′- regulatory region leaded to polymorphisms ofTaqⅠ and there were CC，CT and TT genotypes in the 7 populations.The frequency of genotype CC in Boer goat was higher than that in the 3 indigenous goat populations，but the frequency of genotype TT in Boer goat was lower than that in the 3 indigenous goat populations.The frequency of allele C was higher than that of allele T in the Boer goats，while it was contrary in the 3 indigenous goat populations.Except for Boer goat populations，5 other populations were at Hardy-Weinberg nonequilibrium(P<0.01).Three genotypes NN，NM and MM were found in exon 3 ofMSTNgene in 7 populations.The individuals with genotype CT-NN and CT-NM were not detected in the 7 populations.The individuals with genotype TT-NN and TT-NM were not detected in Boer goats，and the individuals with genotype TT-NM were also not found in F1.Furthermore，individuals with genotype TT-MM were also not observed in 3 indigenous goat populations.The correlations between the polymorphisms ofMSTNgene 5′-regulatory region and weaning weight，meat weight and hindquarters meat weight were very significant(P<0.01).The average values of weaning weight and meat weight of individuals with genotype CC were significantly higher than that of individuals with genotype TT(P<0.01 in weaning weight，P<0.05 in meat weight) and the average values of hindquarters meat weight were not significantly different among different genotypes(P>0.05).The average values of weaning weight，meat weight and hindquarters meat weight in genotypes CC，CT and TT decreased in turn.At the same time，the significant correlations between the polymorphisms ofMSTNgene 5′-regulatory region and liver weight was found(P<0.05).The average values of liver weight of individuals with genotype CT was significantly higher than that of individuals with genotype TT and the significant difference in liver weight among other genotypes were not observed(P>0.05).The significant correlations between the polymorphisms of exon 3 and meat weight，hindquarters meat weight and liver weight were observed(P<0.01).The genetic effects for genotypes were MM>NM>NN and the average values of meat weight，hindquarters meat weight and liver weight of individuals with genotype MM were significantly higher than that of individuals with genotype NN(P<0.01 in meat weight，P<0.05 in hindquarters meat weight and liver weight).The genetic interaction between exon 3 and 5′-regulatory region affected significantly weaning weight，hindquarters meat weight and liver weight(P<0.05).The average values of the 3 indexes of individuals with genotype CC-MM were the highest among the compound genotypes.Therefore，the differentMSTNgenotypes might be used as molecular genetic marker to select body weight，body measurement or carcass traits in goats.

goat；MSTNgene；body weight trait；body measurement trait；carcass trait

10.11843/j.issn.0366-6964.2015.09.005

2014-05-22

山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系羊創(chuàng)新團隊項目(SDAIT-09-011-08)；山東省農(nóng)業(yè)良種工程項目(2011186)

閔令江(1970-)，男，山東沂水人，博士，教授，主要從事動物生產(chǎn)與繁育研究

*通信作者：閔令江，E-mail：mlj2963@126.com

S827；S813.3

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0366-6964(2015)09-1515-10