邵燕弟，蔣秋斐，封 元，王 瑜，張 娟，周子航，王衛(wèi)振，禹保軍，馮小芳，陳亞飛，顧亞玲

(1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，銀川 750021；2.寧夏畜牧工作站，銀川 750021)

繁殖性狀是牛經(jīng)濟(jì)性狀的重要組成部分，提高牛群繁殖率是增加養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。牛屬于單胎動(dòng)物，通常一胎產(chǎn)一犢，繁殖率低下。 牛的群體雙胎遺傳力和排卵遺傳力分別為0.03和0.07，自然狀態(tài)下的雙胎率僅為0.15%～2.99%[1]。因此，提高牛的繁殖率成為現(xiàn)代畜牧工作者的關(guān)鍵任務(wù)，是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。 Ealy等[2]根據(jù)過(guò)去25年完成的工作，發(fā)現(xiàn)接受體外胚胎生產(chǎn)的牛中只有27%能產(chǎn)下活牛。生殖性狀表現(xiàn)出低到中等的遺傳力，需要分子標(biāo)記來(lái)加快這些具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的性狀的遺傳進(jìn)化。近年來(lái)，采用胚胎移植等技術(shù)提高繁殖率，具有遺傳選擇研究進(jìn)展慢、繁瑣、成本高等問(wèn)題。隨著分子生物技術(shù)的發(fā)展，人們開始從基因水平上進(jìn)行探索，為提高牛繁殖性狀的研究提供了新思路。國(guó)內(nèi)外運(yùn)用各種分子方法研究與牛繁殖相關(guān)的基因，通過(guò)篩選關(guān)鍵候選基因、功能驗(yàn)證等來(lái)確定牛繁殖性狀相關(guān)基因，以期提高牛繁殖率促進(jìn)農(nóng)牧業(yè)發(fā)展。作者主要對(duì)精液品質(zhì)、卵泡發(fā)生、排卵、早期胚胎發(fā)育、產(chǎn)犢難易及產(chǎn)犢間隔相關(guān)候選基因進(jìn)行了歸納總結(jié)，旨在為牛繁殖性狀的遺傳改良提供理論參考依據(jù)。

1 精液品質(zhì)相關(guān)候選基因

動(dòng)物的精液品質(zhì)受多基因控制，遺傳力較低。季節(jié)、年齡、遺傳等都能影響精液品質(zhì)。種公牛的精液品質(zhì)是影響母牛受胎的主要因素之一。Bhakat等[3]通過(guò)研究年齡對(duì)種公牛精液品質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)，隨著年齡的增加精子活力降低，畸形率也有所增加。該部分將對(duì)促黃體素受體(luteinizing hormone receptor,LHR)基因和牛精子鞭毛2 (sperm flagella 2,SPEF2)基因在精液品質(zhì)方面的研究進(jìn)行歸納總結(jié)。

1.1 LHR基因

LHR屬于糖蛋白激素受體亞家族[4]。馬富龍等[5]通過(guò)研究LHR基因在牦牛不同發(fā)育階段睪丸中的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)睪丸組織中LHR可能在精子成熟過(guò)程中發(fā)揮作用。LHR基因內(nèi)含子9發(fā)生A51703G及G51656T的突變，分別引起B(yǎng)faⅠ酶切位點(diǎn)及HinfⅠ酶切位點(diǎn)多態(tài)性，通過(guò)關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，種公牛精液品質(zhì)與LHR基因的多態(tài)性有關(guān)[6]。孫麗萍等[7]等通過(guò)研究144頭中國(guó)荷斯坦牛和79頭河南地方肉牛品種的多態(tài)性與精液品質(zhì)之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)LHR基因G51656T位點(diǎn)檢測(cè)到TT和GT 2種基因型，且TT基因型精子密度顯著高于GT基因型,對(duì)河南地方肉牛品種的精子密度影響顯著，可作為影響牛精液品質(zhì)的候選基因。此外，Sun等[8]對(duì)中國(guó)荷斯坦牛的研究發(fā)現(xiàn)，LHR基因A51703G位點(diǎn)AG基因型新鮮精子活力高于AA基因型和GG基因型。上述研究說(shuō)明LHR基因在精子密度、精子活力等方面發(fā)揮著重要作用。

1.2 SPEF2基因

SPEF2基因，又稱KPL2基因，位于20號(hào)染色體上。SPEF2基因在精子尾部的形成和發(fā)育中起重要作用。研究表明，SPEF2基因突變導(dǎo)致精子發(fā)生受損，出現(xiàn)尾部缺陷，并導(dǎo)致精子活力降低[9]。通過(guò)對(duì)中國(guó)荷斯坦公牛群體進(jìn)行基因型檢測(cè)分析，在SPEF2基因第1內(nèi)含子篩選到1個(gè)單突變位點(diǎn)(g.11043C>T)，發(fā)現(xiàn)該位點(diǎn)與精子畸形率顯著相關(guān)[10]。此外，Guo等[11]研究發(fā)現(xiàn)，SPEF2基因外顯子20中的1個(gè)SNP(c.2851GOT)位于1個(gè)假定的外顯子剪接增強(qiáng)子內(nèi)，可能產(chǎn)生SPEF2-SV3(剪接變異體)，并與精液畸形率和解凍后冷凍保存精子的活力有關(guān)。 Sweett等[12]使用加權(quán)單步基因組BLUP法對(duì)265頭雜交肉牛進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析，以識(shí)別與精子活力相關(guān)的分子標(biāo)記，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SPEF2基因與精子濃度、發(fā)育和運(yùn)動(dòng)有關(guān)。SPEF2基因在人及小鼠上的研究相對(duì)較多，后續(xù)可深入挖掘該基因在牛方面的研究。

2 卵泡發(fā)生、排卵相關(guān)候選基因

卵母細(xì)胞分泌誘導(dǎo)卵泡形成、促進(jìn)顆粒細(xì)胞增殖、調(diào)節(jié)類固醇生成和維持發(fā)育中卵泡結(jié)構(gòu)的信號(hào)[13]。 促性腺激素釋放激素(gonadotropin-releasing hormone,GnRH)通過(guò)垂體門靜脈系統(tǒng)作用于垂體前葉，刺激垂體合成并釋放促黃體激素(luteinizing hormone,LH)和促卵泡素(follicle-stimulating hormone,FSH)，在卵泡發(fā)生及排卵中發(fā)揮重要作用[14]。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)超家族中的成員調(diào)控著早期卵泡的發(fā)生，其中，抗苗勒氏管激素(anti-Müllerian hormone,AMH)存在于卵母細(xì)胞周圍的顆粒細(xì)胞中，與原始卵泡重新聚集到卵泡發(fā)生的生長(zhǎng)階段有關(guān)[15]。TGF-β家族的骨形態(tài)發(fā)生蛋白15(bone morphogenetic protein 15,BMP15)和生長(zhǎng)分化因子9 (growth differentiation factor 9,GDF9)通過(guò)復(fù)雜的旁分泌信號(hào)過(guò)程直接誘導(dǎo)卵泡發(fā)育[16]，首先在初級(jí)卵泡內(nèi)的卵母細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，且在排卵后仍存在于卵母細(xì)胞中[17-18]。

2.1 FSH和LH基因

FSH和LH均由垂體前葉釋放，是對(duì)卵泡發(fā)生和排卵起重要作用的糖蛋白類激素[19]。α亞基為促性腺激素所共有，β亞基決定促性腺激素的生物學(xué)特異性[20-21]。Chu等[22]研究證明，LH信號(hào)可以控制卵巢中卵母細(xì)胞的成熟和排卵。Da等[23]研究表明，F(xiàn)SH刺激增加了非哺乳期荷斯坦牛活體采卵的中型卵泡數(shù)量和比例。此外，Zhang等[24]通過(guò)研究FSH對(duì)玻璃化冷凍卵巢移植物血供和卵泡存活的影響發(fā)現(xiàn)，在玻璃化冷凍保存卵巢時(shí)補(bǔ)充0.3 IU/mL FSH可增加小鼠卵巢移植物的血供和卵泡存活率。Xiao等[25]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在牛體外受精培養(yǎng)液中添加5 mg/mL FSH和50 IU/mL LH時(shí)，牛體外受精胚胎卵裂率和囊胚率均顯著高于對(duì)照組。朱芳賢等[26]研究不同劑量(22 AU和20 AU)FSH對(duì)文山牛超數(shù)排卵效果的影響發(fā)現(xiàn)，22 AU組的有效胚胎率高于20 AU組，表明FSH劑量是影響超數(shù)排卵效果的關(guān)鍵因素。以上研究表明，F(xiàn)SH和LH基因在動(dòng)物卵泡發(fā)生及排卵過(guò)程中起著重要作用。

2.2 GnRH基因

GnRH是下丘腦分泌產(chǎn)生的激素，對(duì)動(dòng)物生殖調(diào)控起重要作用。有研究表明，受單側(cè)顆粒膜細(xì)胞瘤(GTCT)影響的母馬具有攻擊性行為，通過(guò)GnRH免疫對(duì)4只母馬的卵巢大小、睪酮濃度及攻擊性行為進(jìn)行研究，結(jié)果表明，GnRH疫苗通過(guò)產(chǎn)生結(jié)合內(nèi)源性GnRH的循環(huán)抗體來(lái)抑制卵巢活性[27]。結(jié)合的內(nèi)源性GnRH不能與垂體前葉的受體結(jié)合，導(dǎo)致FSH和LH分泌減少。Liu等[28]為研究GnRH對(duì)2種低劑量(375和250 μg)前列腺素F2α(prostaglandin F2α,PGF2)誘導(dǎo)泌乳奶牛黃體溶解后排卵反應(yīng)的影響，發(fā)現(xiàn)在2種低劑量PGF2α誘導(dǎo)的黃體完全溶解后，GnRH給藥增加了排卵率。此外，Liu等[29]評(píng)估了人絨毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin,hCG)和GnRH對(duì)泌乳奶牛不同發(fā)情期排卵反應(yīng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在不同發(fā)情期hCG誘導(dǎo)的排卵均比GnRH誘導(dǎo)的晚，但是2種治療在排卵率方面沒(méi)有差異。 Bittar等[30]在產(chǎn)后17和20 d給荷斯坦奶牛施用2劑GnRH，成功誘導(dǎo)了泌乳24 d的奶牛排卵，且產(chǎn)后早期給予GnRH可誘導(dǎo)排卵而不影響子宮健康。

2.3 AMH基因

AMH是卵巢早期有腔卵泡的顆粒細(xì)胞合成分泌的一種糖蛋白激素，TGF-β超家族的一員。AMH水平與多個(gè)物種雌性動(dòng)物的生殖力相關(guān)，因而，血液中AMH水平影響母牛繁殖性能的高低[31]。有研究表明，相比于野生小鼠，缺失AMH的小鼠能夠募集更多的原始卵泡，表明AMH抑制了原始卵泡的募集[32]。Weenen等[33]為研究AMH在人類卵泡發(fā)生中的作用，通過(guò)人卵巢中AMH免疫染色表明AMH在初始和循環(huán)募集過(guò)程中的作用，結(jié)果證實(shí)了先前在大鼠和小鼠中的觀察結(jié)果，即AMH在卵泡發(fā)生過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。李樹靜等[34]為研究供體牛超排過(guò)程中陰道栓(CIDR)埋置、人工授精和胚胎回收3個(gè)時(shí)間外周血AMH濃度與荷斯坦青年奶牛體內(nèi)胚胎生產(chǎn)效率的相關(guān)性，對(duì)96頭荷斯坦青年奶牛進(jìn)行超排處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn)，外周血AMH濃度在一定程度可以反映供體牛超排的效果，可以作為供體牛(體況適中)篩選條件之一。此外，Nawaz等[35]為研究AMH的基因組遺傳力及相關(guān)的基因組區(qū)域，使用Zoetis中密度面板對(duì)2 905頭荷斯坦奶牛進(jìn)行基因分型，通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析評(píng)估AMH的基因組遺傳率，結(jié)果顯示，牛AMH與卵巢卵泡儲(chǔ)備、生育力、壽命和超數(shù)排卵反應(yīng)之間有著高遺傳率。在輔助生產(chǎn)過(guò)程中，AMH可以作為家畜生育能力、超數(shù)排卵和卵巢疾病的潛在預(yù)測(cè)指標(biāo)[36-37]。

2.4 GDF9和BMP15基因

GDF9和BMP15是TGF-β超家族的成員[38]，二者均是卵母細(xì)胞分泌的因子，對(duì)卵泡發(fā)育和排卵有顯著影響，對(duì)控制雌性生殖中的卵巢功能起主導(dǎo)作用[39-40]。Alam等[41]研究了GDF9和BMP15對(duì)體外培養(yǎng)的牛卵母細(xì)胞-顆粒細(xì)胞復(fù)合體(OGCs)形成竇樣結(jié)構(gòu)的影響，從早期有腔卵泡中收集含有卵母細(xì)胞的OGCs，用于制備去卵細(xì)胞復(fù)合物(OXCs)和顆粒細(xì)胞復(fù)合物(GCs)，發(fā)現(xiàn)在不含GDF9和BMP15或僅含BMP15的OXCs和GCs中，生長(zhǎng)顆粒細(xì)胞分化為成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞，而GDF9和BMP15的組合抑制了成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞的出現(xiàn)，結(jié)果表明，卵母細(xì)胞通過(guò)阻止顆粒細(xì)胞分化維持復(fù)雜的完整性，并通過(guò)GDF9和BMP15參與卵泡腔的形成。BMP15和GDF9能夠通過(guò)受體與骨形成蛋白2型受體(bone morphogenetic protein receptor type 2,BMPR2)結(jié)合,進(jìn)而調(diào)控下游代謝反應(yīng)，研究發(fā)現(xiàn)，btacircRNA11396通過(guò)海綿吸附效應(yīng)抑制miR-187的活性,促進(jìn)BMPR2表達(dá)，抑制細(xì)胞凋亡，從而調(diào)節(jié)牛卵丘細(xì)胞的狀態(tài)，影響卵泡發(fā)育[42]。通過(guò)原位雜交表明，BMP15基因在牛的初級(jí)卵泡和次級(jí)卵泡早期、顆粒細(xì)胞以及次級(jí)卵泡的晚期都有表達(dá)[43]。劉暢[44]研究發(fā)現(xiàn)，BMPR2是miR-375的直接靶基因,而BMPR2是BMP15和GDF9唯一且共同的Ⅱ型受體，因此推測(cè)miR-375調(diào)控BMP15和GDF9的相關(guān)通路,表明BMP15及GDF9對(duì)miR-375具有調(diào)控作用，從而影響牛卵丘細(xì)胞的增殖與凋亡。GDF9和BMP15在生殖系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，尤其在卵泡發(fā)育方面。近幾年，GDF9和BMP15在基因多態(tài)性與羊產(chǎn)羔數(shù)的關(guān)聯(lián)分析的研究較多，如晁哲等[45]通過(guò)關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，海南黑山羊GDF9基因+2 541處發(fā)生的C/T突變與初胎產(chǎn)羔數(shù)顯著相關(guān)，且TT基因型顯著高于CC基因型。孫慶等[46]通過(guò)Sequenom MassARRAY SNP技術(shù)發(fā)現(xiàn)，魯中肉羊GDF9基因G5位點(diǎn)不同基因型與初胎產(chǎn)羔數(shù)顯著相關(guān)，結(jié)果可為產(chǎn)羔數(shù)性狀的選育提供理論參考依據(jù)。GDF9和BMP15基因在牛上的研究相對(duì)較少，需要進(jìn)一步研究。

3 早期胚胎發(fā)育及產(chǎn)犢難易相關(guān)候選基因

胚胎死亡率是牛生產(chǎn)系統(tǒng)中繁殖效率和盈利能力的主要影響因素。胚胎不能生長(zhǎng)無(wú)疑會(huì)導(dǎo)致胚胎丟失，因此被認(rèn)為是牛繁殖失敗的重要原因[47]。早期胚胎發(fā)育對(duì)后期胚胎著床和妊娠至關(guān)重要[48]。良好的胚胎發(fā)育是順利產(chǎn)犢的關(guān)鍵。產(chǎn)犢難易也是影響牛繁殖性能的一個(gè)重要指標(biāo)。胎次、產(chǎn)犢季節(jié)、犢牛初生重等對(duì)產(chǎn)犢難易有顯著影響。因而，預(yù)防難產(chǎn)、降低難產(chǎn)率顯得格外重要。下面將從JY-1、尾型同源框2(caudal type homeobox 2,CDX2)基因?qū)υ缙谂咛グl(fā)育的調(diào)控作用及冠毛素2(pappalysin 2,PAPP-A2)基因?qū)Ξa(chǎn)犢的調(diào)控方面進(jìn)行歸納。

3.1 JY-1基因

JY-1基因編碼一種具有多個(gè)mRNA轉(zhuǎn)錄本的分泌蛋白，這些轉(zhuǎn)錄本含有相同的開放閱讀框(Open Reading Frame,ORF)，但3′-UTR的長(zhǎng)度不同。JY-1 mRNA和蛋白質(zhì)是卵母細(xì)胞特異性的，可在整個(gè)卵泡發(fā)生過(guò)程中檢測(cè)到。 母體來(lái)源的JY-1 mRNA存在于早期牛胚胎中，且是囊胚發(fā)育所必需的。因而，JY-1是一種卵母細(xì)胞表達(dá)基因，可調(diào)節(jié)牛早期胚胎的發(fā)育[49]。在卵母細(xì)胞體外成熟期間，JY-1蛋白的消耗有效地降低了卵丘細(xì)胞的擴(kuò)張、MⅡ期卵母細(xì)胞百分比及早期胚胎卵裂的比例[50]。通過(guò)siRNA顯微注射使受精卵JY-1基因敲除，降低了JY-1 mRNA和蛋白的表達(dá)，并顯著降低了8-細(xì)胞、16-細(xì)胞和囊胚階段的發(fā)育速率[49]。de Camargo等[51]對(duì)385頭奈洛爾母牛JY-1基因的外顯子1和外顯子2進(jìn)行了PCR測(cè)序研究，通過(guò)連鎖不平衡分析發(fā)現(xiàn)Chr29：12 999T/A與早孕的發(fā)生有關(guān)。此外，de Camargo等[52]對(duì)20頭無(wú)血緣關(guān)系的瘤牛和水牛的JY-1基因外顯子區(qū)域進(jìn)行了序列測(cè)定，與瘤牛序列相比，在水牛序列外顯子3的編碼區(qū)檢測(cè)到胸腺嘧啶的插入，從而導(dǎo)致移碼突變，改變了水牛蛋白的19個(gè)末端氨基酸，并提前產(chǎn)生了一個(gè)終止密碼子，這一發(fā)現(xiàn)解釋了瘤牛和水牛在卵泡發(fā)生、胚胎發(fā)育和雙胞胎懷孕發(fā)生率方面的差異。以上結(jié)果表明，JY-1在受精后介導(dǎo)胚胎發(fā)育進(jìn)程中具有重要作用。

3.2 CDX2基因

CDX2是尾部相關(guān)同源框轉(zhuǎn)錄因子基因家族的成員。CDX2在胚胎發(fā)育過(guò)程起維持胚胎生長(zhǎng)、誘導(dǎo)細(xì)胞分化和器官形成的作用[53]。CDX2從桑椹胚階段開始就對(duì)滋養(yǎng)外胚層起重要作用[54]。劉欣[55]在檢測(cè)牛體外受精胚胎時(shí)發(fā)現(xiàn)，在早期胚胎發(fā)育各時(shí)期均有CDX2 mRNA表達(dá)，囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層細(xì)胞中有CDX2蛋白的表達(dá)。使用牛滋養(yǎng)外胚層衍生的CT-1細(xì)胞系檢測(cè)CDX2在牛滋養(yǎng)層基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的作用，結(jié)果表明，CT-1細(xì)胞中的多個(gè)滋養(yǎng)層基因(FNT、HAND1、ASCL2和SOX15)受CDX2的調(diào)節(jié)[56]。為研究CDX2在內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)外胚層分化中的功能，利用RNA進(jìn)行干擾使CDX2下調(diào)，將CDX2特異性短干擾RNA(siRNA)注射到牛受精卵中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CDX2下調(diào)影響桑椹胚到胚泡階段囊胚腔形成和細(xì)胞增殖的時(shí)間，表明CDX2對(duì)牛胚胎內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)外胚層譜系分化的早期發(fā)育和基因表達(dá)至關(guān)重要[57]。

3.3 PAPP-A2基因

PAPP-A2由妊娠相關(guān)血漿蛋白A2基因編碼，是一種金屬蛋白酶，特異性地裂解IGF結(jié)合蛋白5(IGFBP-5)，增加IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ的利用率[58]。PAPP-A2在胚胎生長(zhǎng)發(fā)育中起重要作用，異常的PAPP-A2水平與先兆子癇、唐氏綜合征、發(fā)育性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良等多種疾病存在相關(guān)性，但具體機(jī)制仍不清楚。 在荷斯坦牛中，在16號(hào)染色體上檢測(cè)到一個(gè)與產(chǎn)犢難易有關(guān)的QTL，該QTL位于PAPP-A2基因區(qū)域[59]。Wickramasinghe等[60]對(duì)荷斯坦公牛的7個(gè)標(biāo)簽單核苷酸多態(tài)性進(jìn)行了標(biāo)記性狀關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)3個(gè)SNPs在荷斯坦奶牛中處于強(qiáng)連鎖不平衡狀態(tài)，與產(chǎn)犢難易、生產(chǎn)壽命、產(chǎn)奶量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。 以上結(jié)果表明，PAPP-A2基因可作為牛繁殖相關(guān)的候選基因，在產(chǎn)犢難易方面發(fā)揮重要作用。

4 產(chǎn)犢間隔相關(guān)候選基因

產(chǎn)犢間隔又稱胎間距，即2次產(chǎn)犢間的時(shí)間間隔，可以用來(lái)描述奶牛繁殖效率的指標(biāo)之一。de Vries等[61]研究了佛羅里達(dá)和佐治亞州奶牛場(chǎng)1976—2002年間繁殖性能的變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)平均產(chǎn)犢間隔由1976年的399 d增加到2000年的429 d。此外，Refsdal[62]為研究挪威牛繁殖性能的變化趨勢(shì)，利用1985—2005年每年的牛計(jì)算出繁殖力指數(shù)，平均繁殖力指數(shù)沒(méi)有明顯的變化趨勢(shì)，產(chǎn)犢間隔也基本穩(wěn)定在12.4～12.6個(gè)月之間。Ogawa等[63]使用隨機(jī)回歸模型和重復(fù)性模型估計(jì)了日本黑牛產(chǎn)犢間隔的遺傳參數(shù)，分析了36 178頭奶牛的92 019個(gè)產(chǎn)犢間隔記錄，得出隨機(jī)回歸模型估計(jì)遺傳力為0.12～0.20，重復(fù)性模型估計(jì)遺傳力為0.17。因此，產(chǎn)犢間隔的遺傳力較低，今后可針對(duì)產(chǎn)犢間隔進(jìn)行遺傳改進(jìn)。研究表明，唾液酸結(jié)合Ig樣凝集素5(sialic acid binding ig like lectin 5,SIGLEC5)、CXC基序趨化因子受體1(C-X-C motif chemokine receptor 1,CXCR1)、叉頭轉(zhuǎn)錄因子O1(forkhead box O1,FoxO1)等基因與產(chǎn)犢間隔相關(guān)[64-66]，可作為產(chǎn)犢間隔的潛在候選基因，為縮短產(chǎn)犢間隔，提高繁殖力提供參考依據(jù)。

4.1 SIGLEC5基因

SIGLEC5基因編碼的蛋白質(zhì)是Siglecs的CD33相關(guān)子集的成員，Siglecs是一個(gè)凝集素家族，屬于免疫球蛋白超家族，識(shí)別糖蛋白的唾液酸殘基[67]。利用干擾素刺激基因15(interferon stimulating gene 15,ISG15)在外周血中(總白細(xì)胞中)的表達(dá)水平能對(duì)自然發(fā)情奶牛做出較為準(zhǔn)確的妊娠診斷，為早期妊娠診斷提供理論依據(jù)[68]。Puckowska等[64]通過(guò)測(cè)序和限制酶Msp 1消化鑒定了外顯子3的新錯(cuò)義多態(tài)性(A>G)，使得SIGLEC5蛋白(R260Q)第260位氨基酸精氨酸被谷氨酸取代，結(jié)果表明，SIGLEC5 R260Q的多態(tài)性與奶牛的空懷天數(shù)、產(chǎn)犢間隔以及公牛產(chǎn)犢間隔的育種值有關(guān)，因而SIGLEC5基因外顯子3中新的錯(cuò)義多態(tài)性A>G是荷斯坦-弗里斯牛繁殖性狀(產(chǎn)犢間隔和空懷天數(shù))的一個(gè)潛在的遺傳標(biāo)記。SIGLEC5基因在牛繁殖方面的相關(guān)研究很少，因此可作為牛繁殖性狀的候選基因進(jìn)一步研究。

4.2 CXCR1基因

CXCR1是只含1條肽鏈的糖蛋白，屬紫紅質(zhì)樣G蛋白偶聯(lián)受體超家族成員。CXCR1基因定位于2號(hào)染色體，具有豐富多態(tài)性。王夢(mèng)琦等[65]通過(guò)飛行時(shí)間質(zhì)譜法檢測(cè)865頭荷斯坦牛CXCR1基因編碼區(qū)，發(fā)現(xiàn)CXCR1-816 C>A位點(diǎn)對(duì)產(chǎn)犢間隔影響顯著，AC基因型個(gè)體產(chǎn)犢間隔顯著低于AA型個(gè)體。CXCR1基因CDS區(qū)SNP可作為縮短產(chǎn)犢間隔候選分子標(biāo)記之一。Jecminkova等[69]通過(guò)對(duì)786頭捷克弗萊維赫奶牛的表型數(shù)據(jù)與繁殖性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)，雖然發(fā)現(xiàn)CXCR1 c.777C>G與產(chǎn)犢間隔等繁殖性狀沒(méi)有關(guān)聯(lián)，但為后續(xù)的研究提供理論依據(jù)，目前CXCR1基因在產(chǎn)犢間隔方面的研究較少，后續(xù)可深入對(duì)該基因的研究。

4.3 FoxO1基因

FoxO1參與細(xì)胞凋亡、氧化應(yīng)激和細(xì)胞分化[70-71]。FoxO1是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的FoxO轉(zhuǎn)錄因子家族成員。趙佳強(qiáng)等[66]在中國(guó)荷斯坦奶牛中發(fā)現(xiàn)FoxO1基因有CC、TT、CT 3個(gè)基因型,該基因不同基因型對(duì)奶牛產(chǎn)犢間隔、空懷期以及初產(chǎn)日齡這幾個(gè)繁殖性狀均有顯著影響，發(fā)現(xiàn)CT基因型平均產(chǎn)犢間隔為470.24 d,顯著少于TT基因型產(chǎn)犢間隔661 d，表明CT基因型奶牛要比TT基因有更好的繁殖性能。目前，有關(guān)大鼠、小鼠、黑猩猩、人和豬FoxO1基因的研究已有報(bào)道，但有關(guān)牛FoxO1基因的研究報(bào)道較少。以上研究表明，F(xiàn)oxO1基因?qū)ε．a(chǎn)犢間隔有影響，后續(xù)可深入研究牛FoxO1基因?qū)ε７敝承誀畹恼{(diào)控功能。

5 小 結(jié)

作者主要對(duì)牛繁殖性狀及其相關(guān)基因(精液品質(zhì)(LHR、SPEF2)、卵泡發(fā)生和排卵(FSH、LH、GnRH、AMH、GDF9、BPM15)、胚胎發(fā)育及產(chǎn)犢難易(JY-1、CDX2、PAPP-A2)、產(chǎn)犢間隔(SIGLEC5、CXCR1、FoxO1))進(jìn)行了介紹，目前對(duì)這些基因作用機(jī)制的研究還不深入，因此對(duì)已確認(rèn)功能的基因仍需進(jìn)行深入研究，并不斷探索與牛繁殖性狀相關(guān)的新候選基因。牛的繁殖性狀在遺傳改良中占據(jù)重要地位,但是繁殖性狀的遺傳力較低，常規(guī)育種耗時(shí)且效果差。近年來(lái)，隨著高通量技術(shù)不斷發(fā)展，成本也逐漸降低，在全基因組范圍內(nèi)為牛繁殖性狀的分子研究提供了新的思路。全基因組關(guān)聯(lián)分析與多組學(xué)聯(lián)合分析已廣泛用于鑒定各物種相關(guān)性狀的候選基因和分子標(biāo)記，得到了較多新的候選基因和顯著相關(guān)的SNP。目前，已經(jīng)通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析等方法篩選到一些與繁殖性狀相關(guān)的候選基因，但是在各牛種中的結(jié)果不盡相同，在相同牛種中也有不同的結(jié)果，其原因?yàn)榉敝承誀钍芪⑿Ф嗷蚩刂?。今后需將各種方法聯(lián)合使用，確定重疊基因，將重疊基因作為影響繁殖性狀的候選基因，以期進(jìn)一步提高牛繁殖率。