孫海潮,肖明霞,劉韶娜,張 斌,趙彥光*,趙素梅*
(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,云南昆明 650201;2.云南省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院,云南昆明 650224)
雜交后代杜藏豬(杜洛克豬♂×迪慶藏豬♀)是以杜洛克豬為父本、迪慶藏豬為母本雜交而成,雜交杜滇豬(杜洛克豬♂×滇南小耳豬♀)是以杜洛克豬為父本、滇南小耳豬為母本雜交而成。迪慶藏豬、滇南小耳豬是云南省優(yōu)良的地方品種,其中迪慶藏豬為我國特有的高原型地方豬品種,主要分布在迪慶高寒地區(qū),抗病力和抗逆性強,耐寒、耐粗飼[8-9],滇南小耳豬作為小型豬具有體型小、早熟、遺傳穩(wěn)定、抗逆性強等獨特的基因資源,是理想實驗動物模型。杜洛克是世界著名瘦肉型豬種之一,其生長快、瘦肉多、適應(yīng)性強,能耐低溫,但對高溫的耐力較差。本研究采用PCR-RFLP 法對杜滇豬、杜藏豬的SLA-DQB、SLA-DRB基因第二外顯子進行研究、檢測并分析其多態(tài)性,與迪慶藏豬、滇南小耳豬、杜洛克豬的SLA-DQB、SLA-DRB基因第二外顯子的雜合度和多態(tài)信息含量等進行比較,分析其雜交后的變化,探究雜交豬SLA-DQB、SLA-DRB基因第二外顯子多態(tài)性的雜交優(yōu)勢。
1.1 實驗動物 實驗豬群:迪慶藏豬47 頭、滇南小耳豬53 頭、杜洛克豬56 頭、杜藏豬(杜洛克豬♂×迪慶藏豬♀)30 頭、杜滇豬(杜洛克豬♂×滇南小耳豬♀)33 頭,均來自云南省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院實驗豬場,每頭豬剪取1 g 左右豬耳組織,保存于裝有75%乙醇的1.5 mL Eppendorf 管中,-20℃凍存?zhèn)溆谩?/p>
1.2 主要試劑及儀器 限制性內(nèi)切酶RsaI、限制性內(nèi)切酶HaeIII(購自北京擎科生物科技有限公司);培清JS-780 型凝膠成像儀;PCR 擴增儀、電泳儀(購自美國BIO-RAD 公司)。
1.3 實驗方法
1.3.1 DNA 提取 參照DNA 提取試劑盒說明書進行提取。
1.3.2 引物設(shè)計及合成 檢索基因數(shù)據(jù)庫找到相關(guān)基因片段序列,查閱文獻,根據(jù)Shia[10]等報道對SLA-DQB基因(Gene ID:100037921)和SLA-DRB基因(Gene ID:100153386)第二外顯子的引物序列進行設(shè)計,由北京擎科生物科技有限公司合成,SLA-DQB、SLADRB擴增片段大小分別為273、245 bp,引物序列設(shè)計見表1。
表1 SLA-DQB 和SLA-DRB 基因擴增引物
1.3.3 PCR 擴增 根據(jù)參考文獻和實驗得出SLA-DQB、SLA-DRB基因第二外顯子PCR 擴增最佳反應(yīng)條件和體系。擴增體系(25 μL)為:2×Taq PCR Mix(10 mmol/L)12.5 μL、上游引物(100 mol/L)1 μL、下游引物(100 mol/L)1 μL、DNA 模板(10×)2 μL、ddH2O 8.5 μL。SLA-DQB基因PCR 擴增反應(yīng)條件為:94℃預(yù)變性5 min、94℃變性30 s、61.9℃退火45 s、72℃延伸45 s、共30 個循環(huán),最后72 ℃延伸8 min;SLADRB基因PCR 擴增反應(yīng)條件為:98℃預(yù)變性2 min、98℃變性10 s、59℃退火30 s、72℃延伸20 s、共30 個循環(huán),最后72℃延伸1 min。取PCR 擴增產(chǎn)物(5 μL)進行電泳檢測,在凝膠成像系統(tǒng)觀察結(jié)果并拍照,與預(yù)期的片段大小相同則擴增成功。
1.3.4 DNA 序列測定 待測樣本送至北京擎科生物有限公司昆明分公司進行檢測。
目前,許多建筑工程在空間設(shè)計過程中都注重節(jié)能策略的應(yīng)用。進一步完善和改進節(jié)能策略的應(yīng)用理念和方式,可以為建筑空間設(shè)計工作的發(fā)展提供有利的條件。但目前,在很多建筑施工過程中仍然采用普適的空間設(shè)計理念,忽視了節(jié)能策略的應(yīng)用,為了提高建筑空間設(shè)計的質(zhì)量,實施節(jié)能戰(zhàn)略,建筑工程不僅要認(rèn)識和理解節(jié)能戰(zhàn)略與空間設(shè)計的關(guān)系,而且要注意要點和原則。只有這樣,才能有效地提高建筑空間的設(shè)計水平,有助于城市化建設(shè)和發(fā)展。
1.3.5 PCR-RFLP 檢測 用限制性內(nèi)切酶HaeIII、RsaI分別對實驗豬群SLA-DQB、SLA-DRB基因第二外顯子PCR 擴增產(chǎn)物進行酶切,37℃過夜完成酶切反應(yīng)。酶切體系(20 μL)為:HaeIII 酶(1000 0 U/mL)0.2 μL/RsaI 酶(1000 0 U/mL)0.2 μL、PCR 擴增產(chǎn)物10 μL、Cut Smart Buffer(10×)1 μL、ddH2O 8.8 μL。最后用2.5%的瓊脂糖凝膠電泳進行檢測,觀察酶切結(jié)果并判斷基因型。
1.3.6 統(tǒng)計分析 運用DNA Star 軟件對DNA 序列進行比較分析,用Primer 5.0 軟件進行酶切位點分析,根據(jù)HaeIII、RsaI 內(nèi)切酶的識別位點,對SLA-DQB基因和SLA-DRB基因第二外顯子的酶切帶型圖譜進行分析,確定各個泳道的RFLP 帶型,判斷基因型并標(biāo)記。通過Excel 計算限制性酶切位點的等位基因頻率、雜合度(He)及多態(tài)信息含量(PIC)。
2.1 PCR 擴增結(jié)果 用1.0% 瓊脂糖凝膠電泳檢測實驗豬SLA-DQB、SLA-DRB基因第二外顯子PCR 擴增產(chǎn)物,結(jié)果如圖1、圖2,長度分別為273、245 bp,符合預(yù)期的擴增片段長度,可進行RFLP 分析。
圖1 SLA-DQB 基因第二外顯子的PCR 擴增結(jié)果
圖2 SLA-DRB 基因第二外顯子的PCR 擴增結(jié)果
2.2 DNA 序列檢測結(jié)果及SNP 位點識別 目的片段測序結(jié)果顯示,實驗豬群SLA-DQB、SLA-DRB基因第二外顯子的片段大小分別為273 bp 和245 bp,與本研究結(jié)果相符,與有關(guān)文獻報道一致[11]。實驗豬群SLADQB基因第二外顯子擴增序列共5 個SNP 位點:5'端第二外顯子40 bp 處存在堿基T 突變?yōu)閴A基G(T40G),5'端第二外顯子84、189 bp 處存在堿基G 突變?yōu)閴A基A(G84A、G189A),5'端第二外顯子171 bp 處存在堿基A 突變?yōu)閴A基G(A171G),5'端第二外顯子221 bp處存在堿基C 突變?yōu)閴A基A(C221A)(圖3)。
圖3 SLA-DQB 基因第二外顯子SNP 位點序列比對
實驗豬群SLA-DRB基因第二外顯子擴增序列有4個SNP 位點:5'端第二外顯子92 bp 處存在堿基A 突變?yōu)閴A基G(A92G);5'端第二外顯子112 bp 處存在堿基A 突變?yōu)閴A基T(A112T);5'端第二外顯子142 bp處存在堿基A 突變?yōu)閴A基T(A142T);5'端第二外顯子180 bp 處存在堿基G 突變?yōu)閴A基T(G180T)(圖4)。
圖4 SLA-DRB 基因第二外顯子的序列SNP 位點比對
2.3 PCR-RFLP 分型結(jié)果及多態(tài)性分析結(jié)果 實驗豬個體用PCR-RFLP 方法檢測分型并計算出基因型頻率和等位基因頻率,將條帶屢次不清晰沒有結(jié)果的樣本舍棄,得到有效樣本總數(shù)。杜洛克豬、迪慶藏豬、滇南小耳豬、杜藏豬、杜滇豬SLA-DQB基因第二外顯子的有效樣本個數(shù)分別為56、47、53、30、33 個,SLA-DRB基因第二外顯子的有效樣本個數(shù)分別為53、44、49、29、29 個。
2.3.1SLA-DQB基因第二外顯子PCR-RFLP 分型結(jié)果及多態(tài)性分析結(jié)果HaeIII 內(nèi)切酶識別位點為5'...GG↓CC...3',經(jīng)DNAStar 軟件分 析,SLA-DQB基因第二外顯子含有4 個HaeIII 酶切位點,理論上,酶切帶型為84 bp/83 bp/23bp/29 bp/54 bp,記為“B 等位基因”;但實際研究中出現(xiàn)4 條酶切帶型,與理論上不同的3 條分別為:167 bp/52 bp/54 bp;167 bp/4 bp/102 bp;40 bp/127 bp/4 bp/102 bp,分別記為A、C、E 等位基因;與測序結(jié)果相符合,說明基因發(fā)生突變,酶切識別位點位置發(fā)生改變。5 個豬種共檢測得到A、B、C、E 4 個等位基因,AA、AB、AC、BB、BC、CC、EE 7 種基因型。杜洛克豬共檢測到AA、AB、BB、BC、CC 5 種基因型,A、B、C 3 個等位基因。迪慶藏豬共檢測到AA、BB、BC、CC、EE 5 種,A、B、C、E 4個等位基因,是檢測的所有豬種中唯一擁有E 等位基因、EE 基因型的豬種。滇南小耳豬共檢測到AB、BC、CC 3 種基因型,A、B、C 3 個等位基因。3 個豬種的優(yōu)勢基因都是C 等位基因,基因頻率分別為0.661、0.511、0.774,優(yōu)勢基因型都為CC 型,HaeIII 酶切結(jié)果見圖5。
圖5 父本、母本豬SLA-DQB 基因第二外顯子Hae III 酶切結(jié)果
杜藏豬共檢測到AB、AC、BB、BC、CC 5 種基因型,A、B、C 3 個等位基因,且優(yōu)勢基因與其雙親一致為C等位基因,基因頻率為0.517,優(yōu)勢基因型也都為CC 型。杜滇豬共檢測到AB、AC、BB、BC、CC 5 種基因型,A、B、C 3 個等位基因。杜滇豬與其雙親不同的是,優(yōu)勢基因為B 等位基因,基因頻率為0.470,優(yōu)勢基因型也與雙親不同,為BC 型。酶切結(jié)果見圖6。
圖6 雜交后代豬SLA-DQB 基因第二外顯子Hae III 酶切結(jié)果
SLA-DQB基因第二外顯子在HaeIII-RFLP 位點上,被檢測的豬群均表現(xiàn)多態(tài)性。如表2 所示,迪慶藏豬SLA-DQB基因第二外顯子PIC 為0.555,呈高度多態(tài)(PIC>0.5),在5 個豬種中最高,杜洛克豬和滇南小耳豬分別為0.419、0.298,呈中度多態(tài)(0.25≤PIC≤0.5);杜藏豬的PIC 為0.420,呈中度多態(tài)(0.25≤PIC≤0.5);杜滇豬的PIC 為0.523,呈高度多態(tài)(PIC>0.5)。迪慶藏豬的He 為0.619,呈高度雜合(He>0.5),在5 個豬種中最高;杜洛克豬和滇南小耳豬的He 分別為0.487、0.354,都呈中度雜合(0.25≤He≤0.5);杜藏豬和杜滇豬的He 分別為0.529、0.606,都呈高度雜合(He>0.5)。
表2 SLA-DQB 基因第二外顯子等位基因頻率和基因型頻率
2.3.2SLA-DRB基因第二外顯子PCR-RFLP 分型結(jié)果及多態(tài)性分析結(jié)果RsaI 內(nèi)切酶識別位點為5'...GT↓AC...3';經(jīng)DNA Star 軟件分析,理論上,RsaI酶含有2 個酶切位點,酶切后產(chǎn)生一條酶切帶型為:141 bp/93 bp/11 bp,記為A 等位基因;實際研究中出現(xiàn)4 條酶切帶型,不同于理論上的3 條帶型分別為:111 bp/69 bp/54 bp/11 bp;93 bp/48 bp/39 bp/54 bp/11 bp;180 bp/54 bp/11 bp;分別記為B、C、D 等位基因;與測序結(jié)果相符合,說明基因發(fā)生突變。用2.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測酶切結(jié)果,5 個豬種共檢測得到A、B、C、D 4 個等位基因,AA、AB、AC、AD、BB、BD、CC、DD 8 種基因型。
杜洛克豬共檢測到AA、AB、CC 3 種基因型、A、B、C 3 個等位基因;迪慶藏豬共檢測到AA、AB、AD、BB、CC、DD 6 種基因型,A、B、C、D 4 個等位基因;滇南小耳豬共檢測到AA、AB、AC、AD、BB 5 種基因型,A、B、C、D 3 個等位基因。3 個豬種的優(yōu)勢基因都是A 等位基因,基因頻率分別為0.943、0.670、0.633,杜洛克豬和迪慶藏豬的優(yōu)勢基因型都為AA 型,滇南小耳豬為AB 型,RsaI 酶切結(jié)果見圖7。
圖7 父本、母本豬SLA-DRB 基因第二外顯子Rsa I 酶切結(jié)果
杜藏豬共檢測到AB、AB、AC、AD、BB、BD、CC、DD 8 種基因型,A、B、C、D 4 個等位基因。杜藏豬的優(yōu)勢基因與雙親一致為A 等位基因,基因頻率為0.448,優(yōu)勢基因型也與雙親一致為AA 型,但杜藏豬出現(xiàn)了雙親都沒有的AC、BD 基因型。杜滇豬共檢測到AA、AB、BB、BD、DD 5 種基因型,A、B、D 3 個等位基因,杜滇豬與父本杜洛克豬一致,沒有C 等位基因,優(yōu)勢基因為B 等位基因,基因頻率為0.483,優(yōu)勢基因型為BB 型。RsaI 酶切結(jié)果見圖8。
圖8 雜交后代豬SLA-DRB 基因第二外顯子Rsa I 酶切結(jié)果
SLA-DRB基因第二外顯子在RsaI-RFLP 位點上,被檢測的豬群均表現(xiàn)多態(tài)性。由表6 可知,杜洛克豬SLA-DRB基因第二外顯子PIC 為0.101 1,呈低度多態(tài)(PIC<0.25),在5 個豬種中最低;迪慶藏豬和滇南小耳豬的PIC 分別為0.456、0.426,都呈中度多態(tài)(0.25≤PIC≤0.5)。杜藏豬的PIC 為0.602,呈高度多態(tài)(PIC>0.5),在5 個豬種中最高;杜滇豬中為0.533,呈高度多態(tài)(PIC>0.5)。杜洛克豬的He 為0.106,呈低度雜合(He<0.25),在5 個豬種中最低;迪慶藏豬和滇南小耳豬He 分別為0.503、0.503,都呈高度雜合(He>0.5)。杜藏豬的He 為0.602,呈高度雜合(He>0.5),在5 個豬種中最高;杜滇豬的He 為0.612,呈高度雜合(He>0.5)。各遺傳多態(tài)性參數(shù)計算結(jié)果見表3。
豬品種間雜交會使核苷酸序列變異,從而引起基因型的變異。喻傳洲[12]研究雜種優(yōu)勢的表現(xiàn)規(guī)律時提出,雜交親本的遺傳差異程度與雜種優(yōu)勢率呈正向關(guān)聯(lián),即親本差異越大,雜種優(yōu)勢越大,且雜種優(yōu)勢與雜種群內(nèi)的基因雜合程度有關(guān)。并且有關(guān)研究表明,SLA-DQB、SLA-DRB基因的高雜合度和高度多態(tài)信息含量有利于機體對多樣性的外來抗原選擇,提高其抗病力[13]。本研究結(jié)果顯示:杜藏豬SLA-DQB基因第二外顯子含5 個基因型,出現(xiàn)雙親沒有的AC 型;杜滇豬SLA-DQB基因第二外顯子含5 個基因型,出現(xiàn)雙親沒有的AC 型。杜藏豬的PIC 和He 高于父本杜洛克豬但略低于母本迪慶藏豬,而杜滇豬的PIC 和He 都高于雙親,因此杜滇豬SLA-DQB基因第二外顯子的多態(tài)性表現(xiàn)出良好的雜交優(yōu)勢。談永松等[14]研究表明杜洛克豬SLA-DRB第二外顯子呈低度多態(tài),出現(xiàn)AA、AB 型,變異程度較低,品種純合度高。本研究結(jié)果表明,杜藏豬SLA-DRB第二外顯子含8 個基因型,出現(xiàn)了雙親都沒有的AC、BD 基因型;杜滇豬SLA-DRB第二外顯子含5 個基因型,出現(xiàn)雙親都沒有的BD、DD 基因型;其他豬種的優(yōu)勢等位基因都為A 等位基因,只有杜滇豬為B 等位基因。杜滇豬和杜藏豬SLA-DRB基因第二外顯子的PIC 和He 都高于雙親,表現(xiàn)出了良好的雜交優(yōu)勢。
田大成等[15]提出,在基因序列中只要插入或缺失某一個關(guān)鍵核苷酸,或有另一個核苷酸替代原有的核苷酸,會形成新的氨基酸,其性狀就會發(fā)生變異,或者影響到周圍其他核苷酸的變異。齊芬芳[16]等篩選出與香豬抗病性狀相關(guān)的重要候選基因23 個,其中10 個基因編碼膜上蛋白,與CD14 分子、MHCII 類分子以及T 細胞誘導(dǎo)等相關(guān),在免疫相關(guān)代謝通路中起著極其重要的作用,并提出基因組水平的結(jié)構(gòu)變異影響基因的功能,以致影響個體表型性狀。本研究中,杜藏豬SLADQB基因第二外顯子出現(xiàn)了父本杜洛克豬的4 個SNP位點(G84A、A171G、G189A、C221A),但沒有發(fā)現(xiàn)母本的T40G 突變位點;杜滇豬SLA-DQB基因第二外顯子的SNP 位點與雙親相比較,未出現(xiàn)A171G 這1個SNP 位點;杜藏豬、杜滇豬SLA-DQB基因第二外顯子的DNA 序列檢測及SNP 位點識別結(jié)果,表明是核苷酸突變。杜藏豬SLA-DRB第二外顯子出現(xiàn)了父本杜洛克豬的2 個SNP 位點(A112T、A142T)、母本迪慶藏豬的2 個SNP 位點(A92G、G180T);杜滇豬SLA-DRB第二外顯子出現(xiàn)了父本杜洛克豬的2 個SNP位點(A112T、A142T),母本滇南小耳豬的1 個SNP位點(G180T),但出現(xiàn)了雙親沒有的BD、DD 基因型。杜藏豬、杜滇豬SLA-DRB基因第二外顯子的DNA 序列檢測及SNP 位點識別結(jié)果,表明雜交使得杜藏豬、杜滇豬核苷酸序列發(fā)生改變,從而引起基因型變異。母童等[17]對煙臺黑豬SLA-DQB基因第二外顯子多態(tài)性及其與仔豬腹瀉進行了關(guān)聯(lián)分析,王國梅等[18]對八眉豬也進行了相關(guān)研究,都表明仔豬腹瀉的易感性和抗性與不同基因型有著必然的聯(lián)系。本研究中SNP 位點突變是否對雜交仔豬腹瀉的易感性和抗性產(chǎn)生影響、有何具體關(guān)系還需進一步研究。
吳晶等[19]提出迪慶藏豬由于長期處于自繁自養(yǎng)的狀態(tài),近交現(xiàn)象比較嚴(yán)重,農(nóng)(牧)民飼養(yǎng)管理技術(shù)欠缺指導(dǎo)等導(dǎo)致優(yōu)良個體數(shù)、群體數(shù)量和規(guī)模都呈減少狀態(tài)。本研究中迪慶藏豬SLA-DQB基因第二外顯子出現(xiàn)其他4 種豬沒有的EE 基因型,可能與品種培育歷史和高寒的地理環(huán)境有關(guān)。迪慶藏豬SLA-DQB基因第二外顯子PIC 和He 在5 個豬種中最高;SLA-DRB第二外顯子也呈高度雜合、高度多態(tài),劉韶娜等[20]研究發(fā)現(xiàn)杜藏豬(杜洛克豬♂×迪慶藏豬♀)的生長性能及屠宰性能較雜交前均有提高,表明應(yīng)用國外優(yōu)良的瘦肉型豬與迪慶藏豬雜交不僅可以提高經(jīng)濟效益,還能利用雜交優(yōu)勢增強雜交豬對環(huán)境的適應(yīng)性、提高抗病能力,也能一定程度上保護迪慶藏豬這一珍貴的地方豬種資源。由杜藏豬、杜滇豬SLA-DQB和SLA-DRB基因第二外顯子表現(xiàn)出良好的雜交優(yōu)勢也提示,有必要進一步研究雜交豬種基于SLA基因氨基酸變異的功能多肽與豬抗病性和異種移植之間的關(guān)系,從而更好地利用雜交豬種的雜交優(yōu)勢并為抗病育種的實際工作提供理論指導(dǎo)。