蘇 鵬，黃洋銘，蘭天鑫，盧小芳，林春建，藍(lán)賢勇，張清峰,3,4*(1. 西北農(nóng)林科技大學(xué) 動(dòng)物科技學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2. 天津奧群羊業(yè)研究院有限公司，天津 301607； 3. 天津奧群牧業(yè)有限公司，天津 301607；4. 天津市肉羊遺傳育種企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 301607)

我國不僅擁有悠久的綿羊馴化與飼養(yǎng)歷史，還有豐富的品種資源，現(xiàn)有綿羊品種71個(gè)正式列入《中國羊品種志》[1]。目前，我國綿羊存欄量和年出欄數(shù)均位居世界第一，是名副其實(shí)的羊肉生產(chǎn)大國。但是，我國綿羊的生產(chǎn)水平仍未達(dá)到世界先進(jìn)水平，綿羊生長所存在的問題主要表現(xiàn)為生長慢、平均胴體重低等方面。為此，開展品種選育、新品種(品系)培育、雜交改良和分子育種有一定的必要性，而品種改良或新品種(或品系)培育最有效的策略就是分子標(biāo)記輔助育種(MAS)，在這一過程中尋找和確定生長性狀關(guān)鍵基因是“卡脖子”的環(huán)節(jié)。本文綜述了綿羊正向調(diào)控和負(fù)向調(diào)控基因的研究進(jìn)展，及其對(duì)生長性狀的遺傳效應(yīng)，旨在闡明不同候選基因?qū)d羊生長性狀的影響，為綿羊生長相關(guān)性狀的分子育種提供科學(xué)資料。

1 生長性狀關(guān)鍵基因挖掘策略

1.1 候選基因策略

根據(jù)生物功能或圖譜定位把假定影響某個(gè)性狀的基因稱為候選基因，該候選基因的DNA多態(tài)性可能與表型性狀相關(guān)，或與研究的性狀位點(diǎn)存在遺傳連鎖[2]。Ahbara等[3]揭示了關(guān)于埃塞俄比亞本土綿羊的骨骼結(jié)構(gòu)和形態(tài)以及脂肪沉積的相關(guān)候選基因，有助于進(jìn)一步了解綿羊體內(nèi)脂肪代謝的遺傳機(jī)制。劉家鑫等[4]利用長純合片段信息評(píng)估不同綿羊群體的近交情況，并鑒定與綿羊經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)的候選基因，可為綿羊種群育種和保種提供參考依據(jù)。Gebreselassie等[5]綜述了影響綿羊生長發(fā)育與繁殖相關(guān)的候選基因和基因組區(qū)域，對(duì)未來的遺傳改良計(jì)劃具有一定的意義。張壯彪[6]基于TMT的下丘腦蛋白質(zhì)組學(xué)分析，篩選出多個(gè)影響綿羊經(jīng)濟(jì)性狀的候選基因。正因?yàn)楹蜻x基因法具有多態(tài)位點(diǎn)選擇簡(jiǎn)單、統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)效率高、總花費(fèi)少、便于操作、試驗(yàn)結(jié)果易于應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)[7]。該方法已成為基因組分析的首選。

1.2 全基因組關(guān)聯(lián)分析法(GWAS)

全基因組關(guān)聯(lián)分析 (Genome-wide association study, GWAS) 是鑒定某一群體內(nèi)目標(biāo)性狀與遺傳標(biāo)記或候選基因關(guān)系的分析方法，通常也被稱為關(guān)聯(lián)作圖或者連鎖不平衡分析，其遺傳基礎(chǔ)是連鎖不平衡[8]。2005年，Klein等[9]發(fā)表了第一篇關(guān)于視網(wǎng)膜黃斑病的GWAS研究，開啟GWAS研究的新時(shí)代。近年來，伴隨著相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展，與之相關(guān)的測(cè)序技術(shù)也在不斷完善，多種動(dòng)物的全基因組測(cè)序和組裝工作相繼完成。與此同時(shí)，生物信息學(xué)及分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展與更新，使更多專家和學(xué)者開始在綿羊的經(jīng)濟(jì)性狀、遺傳疾病以及品種特征等方面開展GWAS研究，并更好的應(yīng)用于綿羊的遺傳育種。通過對(duì)綿羊基因組進(jìn)行GWAS分析研究，最終找到了重要的SNPs與經(jīng)濟(jì)性狀顯著相關(guān)，從而更好的揭示了遺傳機(jī)理。隨著芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，Kijas等[10]在2009年推出了綿羊的Ovine SNP50 BeadChip，可利用該技術(shù)更加深入的研究綿羊重要的經(jīng)濟(jì)性狀。Becker等[11]在2010年首次發(fā)表與綿羊相關(guān)的GWAS論文，自此之后與綿羊相關(guān)的GWAS文章相繼發(fā)表。且新一代測(cè)序(next-generation sequence, NGS)技術(shù)的飛速發(fā)展，研究人員開始對(duì)綿羊進(jìn)行denovo測(cè)序，并于2014年完成，這進(jìn)一步促進(jìn)了綿羊GWAS研究。Greyvenstein等[12]對(duì)Damara綿羊的606006個(gè)SNPs標(biāo)記信息進(jìn)行基因型分析，發(fā)現(xiàn)HOXD基因與綿羊的多角性狀相關(guān)。同年，Ren等[13]基于單倍型關(guān)聯(lián)分析對(duì)羊多角性狀進(jìn)行QTL定位發(fā)現(xiàn)4個(gè)顯著性的SNPs，均位于2號(hào)染色體132.0-133.1Mb的基因組區(qū)域，該區(qū)域與HOXD、EVX2和KI-AA1715基因相鄰。2018年，Rovadoscki等[14]對(duì)綿羊脂肪酸沉積進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析，最終確定了23個(gè)候選基因與綿羊的脂肪酸沉積相關(guān)。此外，Ghasemi等[15]對(duì)132只綿羊的41323個(gè)SNPs位點(diǎn)與羔羊初生重進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)RAB6B和GIGYF2兩個(gè)基因與綿羊的初生重顯著相關(guān)。Cao等[16]在2020年利用GWAS，在湖羊核心種群中發(fā)現(xiàn)了CAPN6基因的2個(gè)SNP與體重相關(guān)性狀有關(guān)。目前利用GWAS方法篩選獲得的這些候選基因，有望為培育優(yōu)良品種提供良好的基因靶標(biāo)。

1.3 SNP芯片與基因芯片技術(shù)

SNP芯片是一種可以自動(dòng)檢測(cè)SNP并具有并行性的技術(shù)。芯片上含有大量的DNA或探針，待測(cè)樣本的靶序列會(huì)與探針結(jié)合反應(yīng)，通過熒光和化學(xué)發(fā)光標(biāo)記來讀取每個(gè)位點(diǎn)的信息[17]。李鐵鋒等[18]通過對(duì)布氏桿菌特定菌株的抗原構(gòu)建了適用于布氏桿菌的膜基因芯片技術(shù)，其特異性較強(qiáng)，便于在小型養(yǎng)殖場(chǎng)使用。Brito等[19]在14 845只綿羊中，使用HD SNP芯片技術(shù)通過基因組選擇以提高其生長性狀，在較早的生長階段就可以推算出相對(duì)準(zhǔn)確的育種值，從而節(jié)省時(shí)間成本并縮短了世代間隔。Signer等[20]利用SNP芯片技術(shù)，在瑞士本土的939只綿羊中利用基因組區(qū)域的識(shí)別，揭示了地方綿羊品種在高山環(huán)境中的品種分化。其研究發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)與生長性狀強(qiáng)相關(guān)的候選基因，以此更好的了解地方綿羊品種之間的基因組差異。馬麗娜等[21]利用7組SNP位點(diǎn)，對(duì)三個(gè)不同場(chǎng)區(qū)的灘羊種公羊進(jìn)行親緣關(guān)系測(cè)定，發(fā)現(xiàn)這三個(gè)區(qū)域的種公羊之間有親緣關(guān)系。目前，基因育種芯片的開發(fā)主要包括挖掘遺傳性狀的高密度芯片和用于后期商品化的低密度芯片。如果合理的運(yùn)用這些SNP育種芯片，這將不斷推動(dòng)群體遺傳結(jié)構(gòu)分析以及品種培育的進(jìn)程，并完善了中國羊業(yè)的育種工作。由此可見，基因芯片技術(shù)在綿羊遺傳育種中做出了巨大貢獻(xiàn)。

1.4 全基因組重測(cè)序技術(shù)

隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，2003年人類基因組計(jì)劃的測(cè)序工作完成。之后，世界各國又將關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了動(dòng)物身上。到目前為止，已經(jīng)完成了數(shù)百種動(dòng)植物的參考基因組序列的測(cè)定。完成綿羊品種的全基因組測(cè)序，對(duì)綿羊育種技術(shù)的科學(xué)研究及將來在生產(chǎn)實(shí)踐的應(yīng)用意義重大。2013年，Dong[22]報(bào)道了一只母羊的基因組序列，并發(fā)現(xiàn)51個(gè)基因在初級(jí)毛囊和次級(jí)毛囊之間存在差異表達(dá)。該結(jié)果將促進(jìn)羊類基因組學(xué)的研究發(fā)展。Li等[23]通過對(duì)16只野羊(亞洲摩弗倫)和來自世界各地的232只家羊個(gè)體進(jìn)行高度全基因組測(cè)序，進(jìn)行平均深度為25.7×的高深度重測(cè)序，基因組平均覆蓋率達(dá)到98.27%，共獲得20.55Tb的數(shù)據(jù)。通過對(duì)綿羊全基因的遺傳多樣性、全基因組關(guān)聯(lián)等分析，全面地揭示綿羊在馴化、培育改良以及表型性狀上的遺傳機(jī)制。Pasandideh等[24]運(yùn)用全基因組測(cè)序技術(shù)發(fā)現(xiàn)了Baluchi綿羊存在5個(gè)SNP位點(diǎn)和4個(gè)與八月齡體重顯著相關(guān)的候選基因(MTPN、HYDIN、LRGUK和ZFP90，其中MTPN參與了骨骼肌生長的調(diào)節(jié))。Chantepie等[25]發(fā)現(xiàn),BMP15基因上游的一個(gè)新的SNP,這一變異可能會(huì)影響B(tài)MP15在卵母細(xì)胞中的表達(dá)，以此來影響綿羊的排卵率和繁殖力。2021年，Yao等[26]通過全基因組測(cè)序，篩選到三個(gè)JUN、ITPR3和PLCB2基因在促性腺激素釋放激素、催乳素和雌激素信號(hào)通路中起重要的調(diào)節(jié)作用。這些結(jié)果，為培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的綿羊品種提供了新的思路。綿羊全基因組的研究可以更完整地幫助分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)以及基因編輯技術(shù)的應(yīng)用。

2 生長性狀相關(guān)功能基因研究進(jìn)展

2.1 正向調(diào)控基因

下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸是哺乳動(dòng)物的一個(gè)至關(guān)重要的生物調(diào)節(jié)軸，也對(duì)綿羊的生長發(fā)育起著關(guān)鍵的調(diào)控作用。GH(Growth hormone,GH)、GHR(Growth hormone receptor,GHR)、PRL(prolactin,PRL)、POU1F1(POU domain, class 1, transcription factor 1,POU1F1)、PROP1(PROP paired-like homeobox 1,PROP1)都是HPA軸的關(guān)鍵基因(表1)。腦垂體前葉腺體是HPA軸重要的組成部分，同時(shí)也是哺乳動(dòng)物生長發(fā)育的控制中心[27]。GH、GHR、PRL、POU1F1、PROP1關(guān)鍵基因遺傳信息的改變，將直接或間接影響綿羊生長發(fā)育情況。因此，HPA軸關(guān)鍵基因是調(diào)控綿羊生長發(fā)育的重要候選基因群。

表1 正向調(diào)控基因Table 1 Positive regulatory genes

2.1.1 生長激素相關(guān)基因 近些年，關(guān)于GH、GHR等生長激素相關(guān)基因影響動(dòng)物產(chǎn)奶產(chǎn)肉量的報(bào)道顯著增加，對(duì)于該基因的研究也不斷深入。生長激素可與下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸(HPA軸)的其他激素共同加速新陳代謝并直接調(diào)節(jié)機(jī)體蛋白質(zhì)和肌肉的增加以及脂肪分解代謝[28]。此外，GH基因在動(dòng)物生長發(fā)育過程中是一種重要的功能基因，它直接影響生長激素的合成與分泌。Sugita等[30]在牛GH基因啟動(dòng)子區(qū)域中鑒定出SNPs(C253T和C303T)影響日本黑牛的胴體性狀。Jia等[31]發(fā)現(xiàn)藏綿羊GH基因5'UTR和3'UTR區(qū)3個(gè)新SNPs顯著影響綿羊的生長性狀(體重，體長，體高和心臟周長)。此外，Han等[32]利用DNA測(cè)序技術(shù)對(duì)632只中國藏羊的GH基因多態(tài)性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)第2外顯子中同義突變位點(diǎn)(g.498 G>C)和內(nèi)含子(g.616 G>A)突變位點(diǎn)與相關(guān)生長性狀極顯著或顯著相關(guān)。閆云峰等[33]的研究發(fā)現(xiàn)，GH基因?qū)λ_福克羊的生長發(fā)育及肉質(zhì)性狀的改善有顯著影響，并且GH基因具有一因多效的作用。白俊艷等[34]發(fā)現(xiàn)GH基因第2內(nèi)含子的5 個(gè)Indel位點(diǎn)與綿羊的多個(gè)生長性狀顯著相關(guān)。已有眾多研究表明GH基因可以作為改良家畜生長性狀的候選基因。

GHR基因編碼的蛋白能夠與GH結(jié)合，由GHR介導(dǎo)將信號(hào)傳入細(xì)胞內(nèi)，從而調(diào)節(jié)生物發(fā)育的一系列過程。Yang等[35]在山羊GHR基因第1內(nèi)含子檢測(cè)到新的14 bp indel位點(diǎn)，其中野生型(II)個(gè)體具有更優(yōu)秀的生長性狀，如體高、體長、胸寬、胸深等，而且 II型個(gè)體(n=708)表現(xiàn)出比突變型(ID)個(gè)體明顯更好的第一胎產(chǎn)羔數(shù)。Wu等[36]發(fā)現(xiàn)GHR的3個(gè)indel位點(diǎn)與湖羊、同羊、蘭州大尾羊和小尾寒羊的生長性狀密切相關(guān)，可以調(diào)控4個(gè)綿羊品種的重要生長指標(biāo)，優(yōu)勢(shì)基因型的選擇可作為提高4個(gè)綿羊品種生產(chǎn)性狀和肉品產(chǎn)量的分子育種的理論依據(jù)。Akhatayeva等[37]對(duì)922只澳白母羊進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，GHR基因indel多態(tài)性對(duì)澳白母羊的第一胎的產(chǎn)仔數(shù)顯著相關(guān)。

2.1.2 催乳素(PRL)基因 催乳素 (prolactin,PRL) 是動(dòng)物生長發(fā)育重要的生長因子。催乳素對(duì)妊娠期的乳腺上皮細(xì)胞的增殖及分化等功能有著重要的作用[38]。乳腺的發(fā)育和乳汁的生成都是依靠催乳素來促進(jìn)乳腺小液泡的生成和功能的分化[39]，并直接影響乳腺乳蛋白的合成。綿羊催乳素蛋白由 228 個(gè)氨基酸組成，與牛、山羊氨基酸序列同源性達(dá) 90%以上，其蛋白結(jié)構(gòu)與GH基因相似，均是由4個(gè)α螺旋組成。PRL基因被視為與綿羊生長性狀相關(guān)的重要候選基因。李曉林[40]采取全基因測(cè)序的方法，找到PRL基因的5個(gè)SNP位點(diǎn)與湖羊的4項(xiàng)生長性狀顯著相關(guān)。PRL基因indel多態(tài)性對(duì)澳白母羊的第一胎的產(chǎn)仔數(shù)顯著相關(guān)[37]。PRL基因的“I”等位基因可以被認(rèn)為是揭示具有優(yōu)良產(chǎn)仔數(shù)個(gè)體的分子標(biāo)記。Mao等[41]發(fā)現(xiàn)在魯西黑頭綿羊中PRL基因中23 bp的插入突變與體重和身高等多項(xiàng)體尺指標(biāo)顯著相關(guān)。

2.1.3 垂體轉(zhuǎn)錄因子(POU1F1)基因 垂體轉(zhuǎn)錄因子(POU domain, class 1, transcription factor 1,POU1F1)，是POU家族的成員之一，它在動(dòng)物的垂體前葉中可以激活GH、PRL和TSHβ基因的表達(dá)，可有效調(diào)節(jié)哺乳動(dòng)物的激素表達(dá)與垂體發(fā)育。根據(jù)其在垂體發(fā)育和激素表達(dá)中的重要作用，理論上認(rèn)為該基因是影響生長發(fā)育等生長性狀的重要候選基因。研究表明，垂體發(fā)育的不健全，可能是受到了POU1F1基因突變的影響，使GH、PRL、TSHβ基因不能正常表達(dá)，從而使個(gè)體因多種垂體激素的缺乏而導(dǎo)致矮小現(xiàn)象的出現(xiàn)[42]。此外，Jalil-Sarghale等[43]發(fā)現(xiàn)POU1F1基因第3外顯子的SNPs也與兩個(gè)伊朗綿羊品種Zel和Lori-Bakhtiari的生長性狀相關(guān)。趙憲林等[44]發(fā)現(xiàn)在477頭藏羊POU1F1基因上的突變位點(diǎn)g.14205G>A、g.15223G>A和g.15286A>G均能夠顯著影響其生長發(fā)育，優(yōu)勢(shì)基因型分別為AA、GG和AA。其個(gè)體的體重、體高和體長大于其他雙倍型。

2.1.4 垂體特異性轉(zhuǎn)錄因子祖先蛋白(PROP paired-like homeobox 1，PROP1) 垂體特異性轉(zhuǎn)錄因子祖先蛋白(PROP paired-like homeobox 1，PROP1)是一種垂體的特異性轉(zhuǎn)錄因子，并且只在哺乳動(dòng)物的垂體中表達(dá)。PROP1基因結(jié)構(gòu)較為保守，主要包括三個(gè)功能區(qū)域：氨基端區(qū)、羧基端區(qū)和蛋白區(qū)，其中蛋白區(qū)是識(shí)別和結(jié)合特異性DNA序列的區(qū)域[45]。作為下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸(HPA軸)的參與基因之一，該基因編碼一種調(diào)節(jié)哺乳動(dòng)物生長和發(fā)育的蛋白質(zhì)，具有DNA結(jié)合和轉(zhuǎn)錄激活能力，能夠控制重要的垂體前葉激素的表達(dá)，包括GH和PRL等。該基因的相關(guān)突變會(huì)導(dǎo)致其TSH、PRL、GH表達(dá)的降低，還會(huì)引起促卵泡激素或促黃體激素分泌的減少，導(dǎo)致小鼠的生長發(fā)育減緩，繁殖性能降低[47]。Zeng等[48]研究發(fā)現(xiàn)在345只中國美利奴綿羊中PROP1基因的外顯子1～3中有10個(gè)新的SNPs，其中P4各基因型與羊毛纖維直徑有顯著影響。Ekegbu等[49]在670只新西蘭羅姆尼綿羊中檢測(cè)到3個(gè)SNP位點(diǎn)，其中兩個(gè)位于內(nèi)含子1中，一個(gè)位于外顯子1。單倍型與較高的羔羊尾重和斷奶重顯著相關(guān)。這表明PROP1基因的變異可用于標(biāo)記輔助選擇中用來培育優(yōu)良新品種。Mao等[41]也同樣證明了PROP1基因的相關(guān)突變與魯西黑頭綿羊的產(chǎn)羔顯著相關(guān)。

2.2 負(fù)向調(diào)控基因

生長相關(guān)基因有些會(huì)促進(jìn)綿羊的生長發(fā)育、脂肪沉積等，有些也會(huì)抑制相關(guān)性狀的表達(dá)。其中，MSTN、SIRT、IGF2BP1、PRNP、PDGFD等基因的表達(dá)都會(huì)抑制綿羊的生長(表2)，為此，正確發(fā)現(xiàn)并識(shí)別相關(guān)抑制生長的基因，利用分子標(biāo)記輔助育種等技術(shù)手段敲除或降低相關(guān)基因的表達(dá)，以此為培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的綿羊新品種提供了更多樣的選擇。

表2 負(fù)向調(diào)控基因Table 2 Negative regulatory genes

2.2.1 肌肉生長抑制素(MSTN)基因 肌肉生長抑制素(Myostatin，MSTN)又稱生長分化因子8，是骨骼肌發(fā)育的重要調(diào)節(jié)因子之一。MSTN基因在家畜出生前后都有著十分重要的作用，它決定家畜整體肌肉含量[50]。Li等[51]發(fā)現(xiàn)MSTN突變的小尾寒羊可以正常的生長發(fā)育，而且體重和肌肉的生長與突變顯著相關(guān)。姚力丹等[52]研究發(fā)現(xiàn)阿勒泰羊、吐魯番黑羊、也木勒白羊、哈薩克羊、巴什拜羊MSTN基因表達(dá)水平與生長性狀多呈強(qiáng)、中負(fù)相關(guān)，這表明MSTN基因mRNA表達(dá)水平可能與骨骼的生長有直接關(guān)系。Zhang等[53]研究證實(shí)miR-27b可以通過靶向MSTN并抑制其表達(dá)來促進(jìn)綿羊骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞的增殖。Zhang等[54]運(yùn)用CRISPR/Cas9技術(shù)敲除綿羊的MSTN基因，通過MSTN基因的敲除提高綿羊肌肉品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益。Grochowska等[55]鑒定了MSTN基因的第一個(gè)內(nèi)含子和C.*1232G>A位置的多態(tài)性，并對(duì)其基因型與美利奴綿羊的胴體、肉質(zhì)和生物特征之間進(jìn)行了關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)MSTN基因多態(tài)性可被認(rèn)為是綿羊胴體品質(zhì)，肉質(zhì)和生物特征的遺傳標(biāo)記。

2.2.2 沉默信號(hào)調(diào)節(jié)因子(SIRT)基因家族 沉默信號(hào)調(diào)節(jié)因子(silent information regulator)即Sirtuin(SIRT)在哺乳動(dòng)物中，Sirtuin蛋白家族有7個(gè)成員：SIRT1-SIRT7。研究表明,SIRT4基因和SIRT7基因的單核苷酸多態(tài)性與秦川牛等品種體尺性狀(如體長、胸圍等)和肉質(zhì)性狀(如背膘厚、眼肌面積等)顯著相關(guān)[56]。SIRT基因的突變也表明能影響家畜的生產(chǎn)發(fā)育。目前，SIRT相關(guān)基因多態(tài)性的研究主要集中在牛的SNP或單倍型突變上，而對(duì)綿羊SIRT基因多態(tài)性的研究并不多。2019年，徐紅偉[57]研究表明，SIRT7分別在5'UTR-insertion-7bp和3'UTR-insertion-17bp的indel多態(tài)性與綿羊的生長發(fā)育顯著相關(guān)。Gui等[58]使用實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈反應(yīng)，分析確定了SIRT1和SIRT2在藏羊體內(nèi)的表達(dá)模式。并發(fā)現(xiàn)其中的兩個(gè)SNP(g.3148C>T和g.8074T>A)位點(diǎn)分別和胸圍和體重顯著相關(guān)。

2.2.3 胰島素樣生長因子2 mRNA結(jié)合蛋白1基因(IGF2BP1) 作為生長基因IGF2的mRNA結(jié)合蛋白，胰島素樣生長因子2 mRNA結(jié)合蛋白1(IGF2BP1)，被報(bào)道具有促進(jìn)細(xì)胞增殖、維持多種生長基因(如：CD44、MYC、CTNNB1、H19、KRAS)的mRNA穩(wěn)定性等作用[59]。IGF2BP1基因，又稱IMP1、ZBP1、CRDBP、VICKZ1和IGF2BP1，屬于IGF2BP家族，IGF2BP家族是一種保守的RNA結(jié)合蛋白，會(huì)改變RNA的穩(wěn)定性。IGF2BP1通過與IGF2基因mRNA的5'UTR結(jié)合并調(diào)節(jié)IGF2翻譯而起作用。眾所周知，IGF2是一種多功能細(xì)胞增殖調(diào)控因子，能顯著促進(jìn)細(xì)胞的增殖分化、胚胎的生長發(fā)育與腫瘤細(xì)胞的增殖[60]。故研究IGF2BP1與家畜生長發(fā)育是否相關(guān)具有重要意義。Wang等[61]在IGF2BP1基因中發(fā)現(xiàn)了5 bp和15 bp的新indel，并且在大樣本中發(fā)現(xiàn)與山羊的生長性狀顯著相關(guān)。此外，對(duì)于5 bp和15 bp基因座，II-II和ID-II組合二倍體型對(duì)生長性狀的影響最大，提示2個(gè)雙倍型可能是羊類育種的重要遺傳標(biāo)記。Liu等[62]研究發(fā)現(xiàn)，在916只澳洲白綿羊IGF2BP1基因中的兩個(gè)indel突變與產(chǎn)羔數(shù)顯著相關(guān)。

2.2.4 朊蛋白相關(guān)基因 朊蛋白相關(guān)基因(主要包括PRNP、PRND和PRNT)除了調(diào)控“哺乳動(dòng)物感染傳染性海綿狀腦病”外，這些基因的遺傳變異也被報(bào)道與綿羊經(jīng)濟(jì)性狀顯著相關(guān)。綿羊朊蛋白基因(PRNP)的多個(gè)單核苷酸多態(tài)性(SNPs)，包括密碼子136，154和171的突變，被證實(shí)能影響綿羊產(chǎn)奶性狀和母羊機(jī)體儲(chǔ)備的季節(jié)性動(dòng)員[63-64]。Li等[65]發(fā)現(xiàn)在中國及蒙古國綿羊群體中，綿羊PRNP基因的4個(gè)indel多態(tài)性(內(nèi)含子1-7 bp，內(nèi)含子2-15 bp，內(nèi)含子2-19 bp，3'UTR-7 bp)分別與13種不同的生長性狀有顯著相關(guān)性；綿羊疊朊蛋白基因(PRND)編碼區(qū)上游20 bp indel位點(diǎn)的多態(tài)性與湖羊的管圍指數(shù)和體軀指數(shù)存在顯著相關(guān)[66]。Pereira等[67]的研究發(fā)現(xiàn)PRNT基因編碼區(qū)的突變干擾了綿羊精子mRNA的轉(zhuǎn)錄水平和雄性的生殖能力，特別是胚胎的發(fā)育能力。Li等[68]在綿羊睪丸組織特異性表達(dá)的朊蛋白基因(PRNT)中，有6個(gè)SNPs位點(diǎn)(g.93G>A、g.162G>T和g.190A>G、g.17C>T、g.112G>C、g.129C>T、g.144A>G)的多態(tài)性被證實(shí)與綿羊體高、胸圍、胸寬等10個(gè)不同生長性狀之間存在顯著相關(guān)性。

2.2.5 血小板源性生長因子D(PDGFD)基因 血小板源性生長因子D(platelet-derived growth factor D，PDGFD)基因是PDGF家族成員，該基因可能會(huì)影響血管生成、組織纖維化、腫瘤發(fā)生和脂肪代謝等，也會(huì)對(duì)綿羊尾部脂肪的沉積有著重要影響。Gladh等[69]發(fā)現(xiàn)PDGFD信號(hào)通過血小板衍生生長因子受體β傳遞，PDGFD基因敲除小鼠的血壓略有升高。袁婷婷[70]的研究發(fā)現(xiàn)PDGFD基因的三個(gè)indel位點(diǎn)與同羊的尾長、體高、體長、胸深等生長性狀顯著相關(guān)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)PDGFD基因表達(dá)的蛋白質(zhì)通過形成二聚體來激活PDGFDβ通路，而該通路抑制了脂肪的擴(kuò)增，這也驗(yàn)證了PDGFD基因負(fù)向調(diào)控綿羊尾部分脂肪的沉積。韓建剛[71]基于SNP芯片數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)PDGFD基因與尾部脂肪沉積顯著相關(guān)，并對(duì)PDGFD基因進(jìn)行了功能驗(yàn)證，為脂尾選育提供了理論依據(jù)。Li等[23]發(fā)現(xiàn),用全基因組選擇分析，通過對(duì)長肥尾和短脂尾、肥臀和短瘦尾之間進(jìn)行比較分析，其啟動(dòng)子區(qū)域的基因型分布，以及位于該基因的一個(gè)非同義突變位點(diǎn)的等位基因頻率在肥尾和瘦尾羊中差異顯著。同年，Dong等[72]在來自全世界各地的18個(gè)肥尾品種和14個(gè)瘦尾品種的968只綿羊中，統(tǒng)計(jì)檢測(cè)了基因固定指數(shù)以及等位基因頻率的差異，發(fā)現(xiàn)PDGFD基因在瘦尾羊和肥尾羊中表現(xiàn)出最高的遺傳分化。

3 小結(jié)與展望

人們對(duì)影響綿羊生長性狀的GH、PRL、POU1F1、PROP1、MSTN、SIRT、IGF2BP1、PRNP、PDGFD等正向、負(fù)向調(diào)控基因的研究，探究了其基因多態(tài)性與生長性狀的關(guān)聯(lián)性。利用篩選到的影響綿羊生長性狀的重要候選基因，培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的綿羊新品種。但在篩選候選基因的研究中，存在一定的不足：(1)候選基因法檢測(cè)有效信息相對(duì)較少、對(duì)未知基因無法檢測(cè)。(2)全基因組關(guān)聯(lián)分析主要依賴于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析，會(huì)出現(xiàn)假陽性的結(jié)果，同時(shí)也無法識(shí)別復(fù)雜性狀的所有遺傳決定因素。(3)SNP芯片等測(cè)序技術(shù)成本高，不能建立有效參考群體。(4)相關(guān)研究?jī)H僅停留在篩選與生長發(fā)育相關(guān)的候選基因的階段，對(duì)于基因表達(dá)的驗(yàn)證以及與生長性狀相關(guān)的遺傳突變的作用機(jī)制研究較少。

隨著生物信息學(xué)與多學(xué)科交叉，人們對(duì)綿羊的研究將更加深入、廣泛。從過去低通量、耗時(shí)的限制性片段多態(tài)標(biāo)記(RFLP)到如今高通量、高密度的單核苷酸多態(tài)性(SNP)標(biāo)記，基因檢測(cè)效率大幅提高。先進(jìn)的基因組測(cè)序和基因分型技術(shù)促進(jìn)了綿羊育種方法的革新。因此，將現(xiàn)代基因篩選技術(shù)與常規(guī)育種方法相結(jié)合，提高綿羊生長發(fā)育選擇準(zhǔn)確性，加速選擇進(jìn)程，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。