宋志芳 解幼志 刑荷巖 蘆春蓮 曹洪戰(zhàn)

（河北農業(yè)大學動物科技學院，河北保定071000）

影響豬肉質性狀相關基因的研究進展

宋志芳 解幼志 刑荷巖 蘆春蓮 曹洪戰(zhàn)*

（河北農業(yè)大學動物科技學院，河北保定071000）

豬的肉質性狀受到遺傳因素和非遺傳因素的影響，包括氟烷基因、酸肉基因等主效基因和候選基因以及運輸、營養(yǎng)、屠宰等因素。隨著分子生物學的發(fā)展，研究證明肉質性狀與基因的表達調控有關，且陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了多個與之相關的基因。本文主要對影響豬肉質性狀的相關基因進行綜述。

豬；肉質性狀；肌內脂肪；氟烷基因；瘦素

我國是豬肉的消費大國，肉質的好壞決定著市場的競爭力。養(yǎng)豬場在提高豬肉產量的同時，也要改善豬肉品質。豬的肉質性狀是一種受遺傳和營養(yǎng)、飼養(yǎng)管理、屠宰等多方面影響的復雜性狀。分子生物學的發(fā)展促進人們利用分子技術深入研究并得到了與肌內脂肪、系水力、肉色、pH值、大理石紋、肌纖維和嫩度等衡量肉質相關指標的基因和分子標記。這些基因和分子標記的發(fā)現(xiàn)為從基因水平調控肉質性狀提供了理論基礎。

1 影響豬肉質性狀的主效基因

肉質性狀是一個由多基因控制的復雜數(shù)量性狀，但也存在主基因效應。相對微效多基因而言，主效基因有巨大的遺傳效應，明顯影響肉質性狀。已發(fā)現(xiàn)與肉質性狀有關的主效基因有氟烷基因、酸肉基因和一磷酸腺苷激活蛋白激酶γ3亞基基因。

1.1 氟烷基因

氟烷基因是較早發(fā)現(xiàn)的影響肉質性狀的主效基因之一，又可稱為豬應激綜合征基因，是位于6號常染色體上不完全顯性的隱性基因[1]，該基因的隱性純合子（halnhaln）雖然使得豬生長速度快、瘦肉率高等，但會降低豬肉品質且產生應激性，導致PSE肉和DFD肉的發(fā)生，造成經濟損失?，F(xiàn)已了解了劣質肉的發(fā)生機制，即應激豬的受體蛋白氨基酸堿基發(fā)生了替換，使得受體蛋白的結構和功能發(fā)生了改變，在應激狀態(tài)下，Ca2+非正常地大量釋放，不僅導致電解質代謝發(fā)生紊亂，還會激活和加速糖酵解過程，肌肉持續(xù)收縮，最后肌肉的pH值異常變化。因此檢測氟烷基因基因型，去除氟烷有害基因具有重要的意義。氟烷基因型的檢測方法主要有氟烷檢測法、血液遺傳標記法、DNA診斷法、探針檢測法、PCR-RFLP和PCR-SSCP法[2]。后兩種方法快速準確且費用低，得到了廣泛應用。

為了順應市場需求，瘦肉型豬的飼養(yǎng)規(guī)模逐漸增大。但瘦肉型豬中的氟烷基因頻率高，屠宰后產生劣質肉，降低豬肉品質。可利用育種手段合理利用氟烷基因，既能提高生長速度和瘦肉率，又能避免劣質肉的發(fā)生。首先采用優(yōu)化提純方法培育抗應激的母豬（可選地方品種），再利用生長速度快和瘦肉率高的國外品種進行雜交[3]，結合兩者優(yōu)點，獲得品種優(yōu)良的后代。

1.2 酸肉基因 （RN基因）

RN基因也是影響豬肉質性狀的主效基因，只在漢普夏豬中發(fā)現(xiàn)該基因的存在，定位于15號染色體上。1990年RN-/rn+基因被證實存在[4]。大量研究表明RN基因對肉質的影響顯著。比如該基因的不利等位基因RN-可使肌糖原含量明顯增加[5]；產生較多乳酸，使pH值下降；肌肉的系水力下降；但剪切力小、嫩度大和香味較濃等?？梢奟N基因的存在對肉質的影響并不都是不利的。導致RN-表型遺傳突變的原因還未知，而且RN基因的定位和連鎖位點的研究存在不一致。RN基因和氟烷基因的互作效應加強了對肉質性狀的不利影響，使肉質更差。分子生物學的發(fā)展促進了RN基因的精確定位、遺傳研究和突變機制等的研究，以期充分利用RN基因的優(yōu)勢基因型，淘汰不利基因型，達到提高瘦肉型豬肉質的目的。

1.3 一磷酸腺苷激活蛋白激酶 γ3亞基基因（PRKAG3基因）

有研究證明PRKAG3基因的多態(tài)性與酸肉發(fā)生有關，其基因研究也來源于RN基因，已確定是影響豬肉pH值、系水力、肉色等肉質性狀的主效基因，且存在多個突變位點[6]。Milan等[7]發(fā)現(xiàn)PRKAG3基因的R200Q突變能夠解釋RN-性狀的顯著差異，其在漢普夏豬種中有很大的變異。Ciobanu等[8]分析了巴夏克與約克夏雜交3個世代的PRKAG3基因序列，發(fā)現(xiàn)了T30N、G52S和I199V 3個錯義突變，能降低肌肉糖原含量，改善pH值、嫩度、系水力和滴水損失等肉質性狀，是肉質性狀的有利突變，而且這3個有利突變基因也廣泛存在于商品豬中，有更大的開發(fā)利用價值。RPKAG3基因的發(fā)現(xiàn)與染色體定位、結構與活性調節(jié)、在骨骼肌中的特異性表達、對糖代謝和脂代謝等營養(yǎng)代謝的調節(jié)作用已經有了相關的研究。

2 影響豬肉質性狀的候選基因

除主效基因之外，與肉質相關的主要候選基因也相繼被發(fā)掘。

2.1 瘦素基因

Zhang等[9]在進行肥胖基因的克隆和定性研究中發(fā)現(xiàn)了瘦素基因，其能誘導體重下降，在肝臟、下丘腦和肺臟中的表達量較高。瘦素基因的研究有利于了解優(yōu)良肉質性狀形成的分子機制。于太永[10]研究了豬的骨骼肌成肌細胞，發(fā)現(xiàn)瘦素基因可能調控豬骨骼肌肉嫩度的變化。瘦素基因受體LEPR基因定位在豬的6號染色體，是一種脂肪細胞分泌因子，調控豬脂肪沉積和代謝過程；同時可以借助脂肪代謝關鍵酶調節(jié)肌內脂肪含量，進而影響肌肉品質。

2.2 脂肪酸結合蛋白基因 （FABP）

脂肪酸結合蛋白基因（FABP）是一種細胞內小分子蛋白質，能夠發(fā)生酯化反應，減少脂肪酸堆積。FABP在不同組織中表達具有不同的類型，在哺乳動物中，只有心臟脂肪酸結合蛋白（H-FABP） （可在心臟、乳腺和骨骼肌中表達）和脂肪細胞型脂肪酸結合蛋白（A-FABP） （只在脂肪細胞中表達）與肌內脂肪（IMF）有關。Gerbens等[11]研究了H-FABP基因多態(tài)性對IMF的影響，發(fā)現(xiàn)其對IMF含量的影響顯著且作用于脂肪酸轉運過程。同時還證明了A-FABP基因的表達水平與IMF含量有關。通過對FABP基因的表達調控研究表明長鏈脂肪酸能調控FABP基因的表達。

2.3 MyoD基因家族

肌肉內肌纖維的含量是一個研究熱點，肌纖維數(shù)量和直徑影響著豬肉嫩度和風味。如果肌纖維的直徑大，會降低肌肉的嫩度；反之，肌纖維越細，肌肉密度越大，肉質越嫩[12]。MyoD基因家族是決定肌纖維數(shù)目的遺傳基礎，包括MyoDⅠ（肌分化基因）、MYOG、mfy-5、mfy-6基因和肌肉調節(jié)因子（MRF4）。它們在肌發(fā)生過程的不同時期表達（MyoD和myf5先表達，MYOG和MRF4后表達），且位于不同的染色體上，發(fā)揮著不同的生物學功能。其中MyoDⅠ基因對肌肉的產生具有重要作用，AA基因型對肌內脂肪含量的影響顯著[13]。已經研究了MyoD家族成員的基因結構、功能和表達調控機制，關鍵是如何真正利用好這些候選基因，改善豬肉品質。

2.4 脂肪細胞分化和決定因子-1（ADD1）

ADD1基因被定位在豬的12號染色體上，已克隆出來部分mRNA和DNA序列，該基因的體內和體外表達水平與脂肪細胞分化過程有關。李長龍[14]采用PCRSSCP和直接測序法研究了ADD1基因多態(tài)性與梅山豬、蘇太豬、杜×長×大雜交肉豬和PIC豬等不同豬種肉質性狀的影響，結果表明ADD1基因的基因型頻率存在差異，且該基因與肌內脂肪含量有明顯的連鎖效應。

3 與肉質性狀相關的其他候選基因

PLIN1基因被定位在豬的7號染色體上，其編碼脂滴包被蛋白，對脂肪分解有雙向調控作用。已有研究表明PLIN1基因多態(tài)性與肉牛和雞的背膘厚和嫩度等肉質性狀有關。有關豬PLIN1基因與肉質性狀的研究很少。雷娜[15]利用PCR-SSCP方法研究了PLINl基因對杜×長×大雜交豬脂肪沉積的影響，發(fā)現(xiàn)在豬PLIN1基因第2、4外顯子分別發(fā)現(xiàn)一處堿基替換突變，且外顯子基因多態(tài)性與肌內脂肪含量、背膘厚和剪切力等肉質性狀有關，可以認為PLIN1基因是影響脂肪沉積的一個分子標記。

OLR1基因能參與動脈粥樣硬化的過程，定位于豬的5號染色體，有關其與豬肉質性狀關聯(lián)分析的研究報道很少。有研究報道OLR1基因多態(tài)性與背膘厚極顯著相關，與大理石紋顯著相關[16]。LEPR、Adiponectin、AdipoR、LPL和FoxO1基因都與豬的脂肪沉積代謝和肌纖維發(fā)育有關；INSIG2基因可能與豬肉系水力、嫩度和大理石紋等肉質性狀有關。這些分子標記的發(fā)現(xiàn)有利于深入了解影響豬肉質性狀的分子機制，為利用分子標記輔助選擇進行肉質性狀的改善提供理論依據(jù)。

4 小結

人們對肉質的要求越來越高，追求肉質的風味、口感和嫩度等，使得豬的肉質性狀研究已經成為了一個研究熱點。研究與肌內脂肪含量、嫩度、肌纖維、大理石紋和系水力等肉質性狀相關的主效基因和候選基因以及基因多態(tài)性與肉質性狀的相關性，有利于發(fā)現(xiàn)基因的有利基因型，可用于分子育種中，提高豬肉品質。除了研究與性狀相關的基因外，隨著高通量測序和計算機技術的發(fā)展，也找到了一些與肉質性狀相關的SNP位點和QTLs。并已利用分子遺傳學和全基因組關聯(lián)分析等方法展開對背膘厚、脂肪沉積和嫩度等性狀的研究，進而揭示肉質性狀的分子標記和分子機制。研究成果的不斷積累使得將這些分子標記真正實踐到動物育種中成為可能，培育出肉質優(yōu)良且數(shù)量多的優(yōu)秀豬只，進而提高豬場的市場競爭力和經濟效益。

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S813.25

1673-4645(2017)07-0048-03

2017-04-23

河北省科技計劃項目“深縣豬新品系的選育”（15226301D）

宋志芳（1992-），女，山東菏澤人，碩士研究生，研究方向為動物遺傳育種與繁殖，E-mail：18730285576@163.com

*通訊作者：曹洪戰(zhàn)