PRLR和ITGB1基因多态性对大白猪繁殖性能的影响

PRLR和ITGB1基因多态性对大白猪繁殖性能的影响
沈永巧;胡九英;孙敬礼;鲁慧文;汪德明;黄涛
【摘要】To investigate the influence of polymorphisms of PRLR and ITGB1 genes on reproduction performance of Yorkshire sows, genotypes of the sows were detected by PCR-RFLP technique and the correlation with reproduction performance was analyzed. The results showed that, for PRLR gene, there were no significant difference between the reproductive traits of 3 genotypes in first-parity sows (P> 0.05); but in multiparous sows, total number born (TNB), number born alive (NBA) and number healthy birth (NHB) all showed a tendency of AA > AB > BB, the TNB of genotype AA were 0.55 (P< 0.05) and 0.13 more than that of genotype BB and AB respectively, the NBA of genotype AA, AB were 0.59 (P< 0.05) and 0.43 (P<0.05) higher than BB respectively, the NHB of genotype AA was 0.5 (P< 0.05) higher than BB. For ITGB1 genes, there were no significant differences among genotypes. For combined genotypes, the litter weight (LW) of genotype ABCC was 1.35 (P<0.05), heavier than BBTT in first-parity sows; in multiparous sows, the NHB of genotype AACC were 1.07 (P< 0.05) and 0.71 (P< 0.05) more than BBCC and BBTC, the TNB and NBA of genotype AACC were 1.31 (P< 0.05) and 1.39 (P< 0.05) more than BBCC, the TNB and NBA of AACC were 0.77 (P< 0.05) and 0.64 (P< 0.05) higher than BBTT.%为了研究PRLR和ITGB1基因多态性对大白猪繁殖性能的影响,本研究采用PCR-RFLP技术检测基因多态性,并将基因型与母猪繁殖性能进行关联分析.结果显示:对于PRLR基因,初产母猪各基因型间的繁殖性状差异均不显著(P>0.05);
经产母猪的总产仔数、活仔数和健仔数均呈现AA>AB>BB的趋势,AA型比BB型、AB型总仔数分别多0.55头(P<0.05)、0.13头,AA型、AB型比BB型活仔数分别多0.59头(P<0.05)、0.43头(P<0.05),AA型比BB型健仔数多0.5头(P<0.05)、0.26头.对于ITGB1基因,初产母猪和经产母猪各基因型间的个体繁殖性状虽有差异,但差异不显著(P>0.05).对于合并基因型,初产母猪ABCC型比BBTT型个体的初生窝重多1.35头(P<0.05);经产母猪AACC型相对于BBCC和BBTC型,健仔数分
别多1.07头(P<0.05)和0.71头(P<0.05),AACC型个体总仔数和活仔数分别比BBCC型多1.31和1.39头、比BBTT型多0.77头和0.64头,差异均显著
(P<0.05).
【期刊名称】《石河子大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2017(035)002
【总页数】6页(P146-151)
【关键词】猪;PRLR;ITGB1;繁殖性能
【作者】沈永巧;胡九英;孙敬礼;鲁慧文;汪德明;黄涛
【作者单位】石河子大学动物科技学院,新疆石河子 832003;新疆正大食品有限公司,新疆五家渠 831301;石河子大学动物科技学院,新疆石河子 832003;石河子大
学动物科技学院,新疆石河子 832003;新疆正大食品有限公司,新疆五家渠 831301;石河子大学动物科技学院,新疆石河子 832003
【正文语种】中文
【中图分类】S828
猪是最重要的肉用经济动物之一，我国养猪历史悠久，自古以来我国猪的存栏量均排名世界第一。

母猪的繁殖性状是影响养猪业生产发展的一个重要的经济性状，科研工作者们正在努力提高猪的繁殖性能，其中如何提高母猪繁殖力以及育种效率一直是备受关注的问题。

在猪的育种与生产中，降低背膘厚，提高日增重，改良繁殖性能是科学研究和养猪生产中的主要任务[2]。

但繁殖性状是一个低遗传力的性状，常规选育进展缓慢，利用分子标记进行辅助选择，是较快改善猪繁殖性能的有效途径。

大量文献[3-10]显示催乳素受体（prolactin receptor，PRLR）基因、整合素β1（Integrinβ1，ITGB1）基因等均会不同程度地影响着猪的繁殖效率。

ITGB1基因是整合素家族成员之一，为胚胎着床期间重要的粘附分子，其与滋养
层细胞侵润子宫内膜和子宫容受性改变密切相关[3]。

研究[4-5]发现，在介导滋A
养层细胞黏附以及迁移的整合素中，整合素β1具有非常重要的作用。

分泌期子宫内膜中整合素β1表达水平的降低，可能会影响子宫内膜对胚泡的识别、粘附，导致子宫内膜容受性的降低，使着床失败，引起不孕[6-7]。

催乳素受体（prolactin receptor，PRLR）基因是影响母猪繁殖性能的主效基因
之一，包括10个外显子和9个内含子[8]，PRLR的突变可以提高窝产子数和窝产活子数，降低木乃伊率。

王立辛等[9]报道，PRLR基因在长白、大白和杜洛克群中基因频率及基因型频率情况，长白群中AB的基因频率最高，杜洛克群中AA的基因频率最高，A等位基因在各种群中占主导地位。

冯富彦等[10]研究表明，在豫南黑猪、杜洛克猪、长白猪、大约克夏猪4个种猪的PRLR基因中，AB基因型频率明显高于BB基因型频率，而A基因频率明显高于B基因频率，并呈现出AB＞BB，A＞B的趋势。

近年来，PRLR是报道较多的影响猪繁殖性能的主效基因，由于受试验群体种类以及饲养环境等的影响，研究结果并不一致；而有关猪整合素β1基因的研究相对较少，主要集中在人和小鼠。

因此，本研究对PRLR和ITGB1基因进行多态性检测，并分析候选基因多态性对
大白母猪总仔数、活仔数、健仔数、死胎、木乃伊以及初生窝重等繁殖性状的影响，以期为其用于分子育种提供数据。

1.1 材料
本研究所选用大白猪685头均来自新疆正大食品有限公司下属猪场。

每个个体用
耳号钳采集耳组织样本，放入含有70%乙醇的1.5 ml EP管中，带回实验室备用。

统计采样母猪2014-2016年各胎次的总产仔数、产活仔数、健仔数等有效产仔数记录共2849胎，其中初产胎次685胎。

主要仪器：RT-PCR仪、DYY-4稳流稳压电泳仪、恒温水浴锅、台式恒温振荡器、电泳凝胶成像系统、微波炉、台式高速离心机；主要试剂：2×Es Taq MasterMix （含染料），购自 CWBIO公司；Marker DL2000、血液/细胞/组织基因组DNA 抽提试剂盒，购自TIANGEN公司；限制性内切酶MspⅠ，购自Takara-宝生物
工程有限公司。

1.2 方法
1.2.1 基因组DNA的提取
采用血液/细胞/组织基因组DNA抽提试剂盒提取基因组DNA溶于TE中，测定
浓度，并稀释至50 ng/μL。

置于－20℃冰箱中保存，备用。

1.2.2 引物的设计与合成
PRLR基因与ITGB1基因PCR扩增引物由生工生物工程（上海）股份有限公司合成。

PRLR基因：F:5'－CGTGGCTCCGTTTGAAGAACC－3'；R:5'－CTGAAAGGAGTGCATAAAGCC－3'。

ITGB1 基因：F:5'－GACGTTGATGATTGCTGGTTGTA－3'；R:5'－GAAACTGCCAATTGCCCTAAGC －3'。

1.2.3 PCR扩增
2个基因的PCR反应体系和扩增程序均相同。

PCR 反应体系：2×EsTaq Master Mix 6.5 μL，去离子水7.2 μL，上、下游引物各0.4 μL，模板DNA 0.5 μL，共
15 μL。

扩增程序为:94℃预变性4 min；94℃变性30 s，60 ℃退火 30 s，72 ℃延伸 30 s，35 个循环；72 ℃延伸10 min；4℃保存60 min。

4%琼脂糖凝胶电泳检测，UVP凝胶成像系统照相保存。

1.2.4 RFLP酶切
PRLR基因酶切反应体系为15.5 μL，包括PCR产物13 μL、AluⅠ 酶0.3 μL、
10×Buffer1.5 μL，37℃酶切4 h。

ITBG1基因酶切反应体系10 μL，包括 PCR
产物4 μL、RsaⅠ酶0.4 μL、10×Buffer 1 μL、双蒸水4.6 μL，37 ℃酶切 2.5 h。

酶切产物经4%琼脂糖凝胶电泳拍照保存，统计分析基因型。

1.2.5 统计分析方法
统计PRLR基因和ITGB1基因各基因型检出数，并根据数据计算基因频率、基因
型频率、多态信息含量、有效等位基因数、群体杂合度和X2值[11-12]。

并对基
因型分布进行Hardy-Weinberg平衡检验，进行基因效应的估计[13]，根据影响
大白猪繁殖性能的因素，选用SAS 9.1软件再配合以下模型进行最小二乘方差分
析GLM(general linear model)，比较大白猪的总仔数、活仔数、健仔数、死胎数、木乃伊以及初生窝重等繁殖性状在各基因型间表现的差异显著性，显著性检验选用邓肯法。

Y=群体均值+年度效应+胎次效应+季度效应+随机残差。

2.1 PCR-RFLP分析结果
2.1.1 PRLR基因PCR-RFLP分析结果
将PCR产物酶切后电泳，结果（图1）显示有3种基因型，分别为85、59和19 bp为AA 型；104、59和19 bp为AB型；104和59 bp为BB型。

2.1.2 ITGB1基因PCR-RFLP分析结果
将PCR产物酶切后电泳，结果（图2）显示：检测到3种基因型。

22和 114 bp
为 CC型；22、114和136 bp为TC型；136 bp为TT型。

2.2 PRLR和ITGB1基因多态座位基因频率及基因型频率的统计分析
用Excel表格统计基因型，分别计算2个多态座位的基因频率、基因型频率以及群体遗传特性，结果（表 1）显示：对于 ITGB1基因，T基因为优势基因；对于PRLR基因，A基因为优势基因。

2.3 PRLR和ITGB1基因的群体遗传特性
在PRLR和ITGB1基因座上，大白猪群体的多态信息含量分别为0.370和0.375，处于 0.25-0.5，属中度多态。

χ2独立性检验表明ITGB1基因不符合哈迪-温伯格
平衡。

2.4 PRLR基因和ITGB1基因多态性与大白猪繁殖性能的相关性分析
2.4.1 PRLR基因多态性对大白猪繁殖性能的影响
PRLR不同基因型大白猪繁殖性能的比较结果见表1。

初产母猪的总仔数、死胎数和初生窝重呈现AA＜AB＜BB的趋势，但差异均不显
著（P>0.05)。

经产母猪总仔数、活仔数和健仔数依次呈现AA＞AB＞BB的趋势，AA型比BB型、AB型个体的总仔数多 0.55（P<0.05）头、0.13头，AA型和
AB型比 BB型个体的活仔数多0.59头和0.43头，AA型比BB型个体的健仔数多0.5头，基因型间的差异达到显著水平（P<0.05）。

2.4.2 ITGB1基因多态性对大白猪繁殖性能的影响
ITGB1基因在大白猪中同样扩增出3种基因型，初产母猪和和经产母猪各基因型
间的繁殖性状虽有差异，但未呈现规律性变化，基因型间的繁殖性状差异均不显著（P＞0.05）。

2.4.3 PRLR和ITGB1合并基因与大白猪繁殖性能相关性分析
PRLR和ITGB1基因合并基因型与母猪繁殖性能关联分析结果（表5）表明，初产母猪中，ABCC型比BBTT型个体的初生窝重多1.35头（P<0.05），不同基因间其他繁殖性状均无显著差异（P＞0.05）。

经产母猪中，AACC型总仔数和活仔数最高，分别比BBCC型多1.31和1.39头、比BBTT型多0.77头和0.64头，差异均显著（P<0.05）；BBCC型总仔数和活
仔数显著低于 AATC、AATT、ABCC、ABTC 和ABTT型个体（P<0.05）；AACC型健仔数比BBCC和BBTC型个体多1.07头和0.71头，差异均显著
（P<0.05）；BBTT型个体死胎数比ABCC和BBTC型个体都少 0.23 头
（P<0.05），AATC、ABTC、BBCC、BBTC 和BBTT型个体初生窝重分别比AACC少1.06、1.03、1.16、1.18和 1.04头，有显著性差异（P<0.05）。

3.1 PRLR基因对大白猪繁殖性能的影响
PRLR基因即催乳素受体基因，能够在哺乳动物的乳腺、黄体、卵巢等多种组织中表达。

诸多研究已证实PRLR基因对猪繁殖性能有显著影响。

Vincent等[14]分析PRLR基因在大白-梅山、大白(2个不同来源)、长白、皮特兰、杜洛克6个品系中的遗传效应，发现PRLR基因的A等位基因能显著提高产仔数，本研究中，经产
母猪AA型比BB型、AB型个体的总仔数多0.55（P<0.05）头、0.13头，AA型和AB型比BB型个体的活仔数多0.59头和0.43头，AA型比BB型个体的健仔数多0.5头，发现A等位基因也能显著提高母猪产仔数；施启顺等[15]分析了此位点在大白猪、长白猪中的遗传效应，结果表明，A等位基因可能对猪繁殖性状更有利；冯富彦等[10]等在豫南黑猪，杜洛克猪，长白猪，大约克夏猪4个种猪的PRLR基因中发现A基因频率明显高于B基因频率，并呈现出AB＞BB，A＞B的趋势。

王立辛等[9]报道，PRLR基因在长白、大白和杜洛克群中A等位基因在各种群中占
主导地位。

外种猪[16]和我国地方猪种[17]中均有研究显示A等位基因与优良繁殖性能相关。

本实验中的经产母猪总仔数、活仔数和健仔数依次呈现AA＞AB＞BB
的趋势，说明AA型可能对猪繁殖性状更有利，A为优势基因型。

本研究的结果与文献[9-10，14-15]的结果相一致。

3.2 ITGB1基因对大白猪繁殖性能的影响
整合素β1是整合素家族成员之一，其与滋养层细胞侵润子宫内膜和子宫容受性改变密切相关[12]。

郭良勇等[18]采用创造酶切位点技术对ITGB1基因多态性进行检测，结果显示，优势等位基因T的频率为0.55，本实验研究结果中优势等位基因T的频率为0.51，两者均属于中度多态；郭良勇等[19]利用DNA池测序技术研究ITGB1基因，研究结果显示基因型效应对产仔数性状有显著影响（P＜0.05），3种基因型个体TNB和NBA的总体趋势为TT＞TC＞CC，而本研究中，虽然ITGB1基因在大白猪中同样扩增出了3种基因型TT、TC和CC，但分析结果并不一致，除品种与群体大小等差异外，统计胎次数也可能是导致各研究结果差异的主要原因。

3.3 合并基因型对大白猪繁殖性能的影响
理论上繁殖性状受较多基因的共同控制，且多个基因的合并基因型遗传效应并非各个基因型效应的简单相加，而应稍高于单个的基因型效应[20]。

赵西彪等[21]在AREG、ESR和FSHβ亚基基因与猪产仔数关系研究中发现，大白猪群中，头胎总产仔数、经产胎总产仔数和经产胎产活仔数合并基因型ABBBBB最高，合并基因型AAABAB最低，分别相差4.667头/胎、4.300 头/胎和 5.667头/胎；刘超等[22]将 FSH-β、ESR、BF 3个基因合并基因型为AB AA AA的母猪其全仔数、健仔数、初生窝重比最低的AA AB AA合并基因型母猪分别高了 1.44、1.45头、2.21 kg（P<0.01）。

这表明合并基因型效应明显高于各单基因效应的简单累计。

本研究中，经产母猪AACC型个体总仔数和活仔数分别比BBCC型多1.31头和1.39头、BBTT型多0.77头和 0.64头（P<0.05）；AACC型个体健仔数比BBCC和 BBTC型个体多 1.07和 0.71头（P<0.05），同样可以得知合并基因型
的遗传效应显著高于单个基因效应，而不是各个基因型效应的简单叠加。

根据本实验研究结果，PRLR基因的AA为优势基因型，A为优势等位基因，A基因能显著提高母猪产仔数，在ITGB1基因中T为优势等位基因，所以在对这一群体进行遗传改良时，可优先考虑提高猪群A和T基因的频率来提高大白猪的繁殖
性能。

就合并基因型而言，合并基因型效应高于单个基因型的遗传效应，且AACC 是大白猪繁殖效益的有利合并基因型。

因此，可通过提高AACC基因型频率来提
高猪群的繁殖效益。

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