MSTN基因研究进展及其在家兔育种应用前景

国畜禽种业
中2018.10基金项目:国家现代农业(兔)产业技术体系(CARS-44E-11);福建省公益类科研院所专项(2014R1101002-3,2018R1101014-6);福建省农业科学院三创一融合项目(A2017-14);福建省农业科学院科技创新团队项目(STIT2017-2-1)。

作者简介:陈冬金(1981.10-),女,福建省莆田市人,助理研究员,研究方向:动物遗传育种与疾病防治的研究。

MSTN 基因研究进展及其在家兔育种应用前景
陈冬金桑雷孙世坤陈岩锋王锦祥谢喜平张丹青
(福建省农业科学院畜牧兽医研究所350013)
摘要:本文阐述MSTN 基因的结构特征、生物学功能,介绍该基因在家兔育种上的应用前景。

关键词:家兔;生物技术;研究现状;产业发展
福建地方家兔据1985年出版的《福建省家畜家禽品种志
和图谱》调查,有黄色毛、黑色毛、白色毛和灰毛兔4个种群[1]。

福建黄兔和闽西南黑兔已列入国家畜禽遗传资源目录
[2,3]。

福建
白兔系福建兔的白毛系,于2014年通过国家畜禽资源专家委
员会认定,属小型肉用地方兔资源,全身被毛白色,头部清秀,两耳直立,繁殖性能良好、耐粗饲、抗病力强、肉质优异等优点,市场价位高,是一个独具特色,颇有开发前景的地方种质资源。

但福建白兔存在一个显著的缺点:生长速度慢,胴体瘦肉率低,体重轻,影响养殖效益,制约其产业化发展。

MSTN 是一种负向调节骨骼肌的分泌型蛋白,属于TGF-β
超家族的成员之一。

动物胚胎发育过程中,在骨骼肌发育和生肌节处通过细胞表达MSTN,其决定肌肉纤维的最终数量。

MSTN 基因的突变会导致动物肌肉的异常发达,表现为“双肌”表型,这在牛[4]、人
[5]
及鼠
[6]
上都得到实验证明。

1MSTN 基因
1.1MSTN 基因的结构特征
MSTN 基因编码的MSTN 蛋白序列包含TGF-β超家族的所
有标志性特点,该蛋白包括一个分泌信号序列、蛋白水解处理位点、含有9个半胱氨酸残基的保守型羧基末端区
[6]。

在动物
体内,MSTN 以潜在复合体的形式进行分泌,其分泌形式与其他TGF-β家族成员比较相似,但与BMP/GDF 超家族成员的分泌方式有所不同
[7-9]
,MSTN 活化需要对前体蛋白进行两次蛋白
质水解切割。

第一步切割通过成对碱性氨基酸蛋白酶家族酶类切除24个氨基酸的信号肽
[10]
;第二步切割是发生在RSRR
(Arg-Ser-Arg-Arg)位点的第240-243氨基酸处,通过BMP1/Tolloid 金属蛋白酶从第一个氨基酸开始到信号序列的切割,剩下37640Da 的N-末端区域和12400Da 的C-末端区域,即成熟肽
[11]。

1.2MSTN 基因的生物学功能
比利时蓝牛和皮埃蒙特牛的双肌现象就是MSTN 突变而造成的
[12]
,这是MSTN 作用的经典示例。

利用基因敲除技术产生
的MSTN 突变纯合体小鼠可以存活并繁殖后代,且小鼠体重比杂合体或者野生型小鼠重约30%(与性别、年龄均不相关),
小鼠肌肉明显肥大,单块肌肉重量是野生小鼠的2~3倍,但脂肪重量没有太大变化,骨骼肌纤维数目比野生型小鼠多,肌肉肥大的原因在于肌细胞增生和肌纤维的肥大。

Mark 等
[13]
将
C2C12细胞与MSTN 共培养,细胞分裂随着MSTN 的增加而降
低。

Rios 等进一步证实MSTN 的表达,MSTN 会下调MyoD 成肌素的mRNA 水平以及肌酸激酶的活性,抑制生肌过程[14]。

从以上结论可以得出,MSTN 基因是肌肉生长的负调节因子,
如果MSTN 缺失或突变会导致肌肉过度生长,即双肌现象。

此外,Alexandra 等还证明了MSTN 的另一作用,即MSTN 缺失对脂肪沉积起抑制作用[15]。

Lin 等发现,MSTN 缺失后异
常的糖代谢受到部分抑制[16]。

Reardon 等实验证明,MSTN 是
次级肌纤维的肌萎缩因子[17]。

Krik 等实验证明,MSTN 对肌肉再生起负调控作用
[18]。

MSTN 基因在感染HIV 而导致肌肉萎缩
的病人中的表达高于正常人
[19]
,这提示我们某些肌萎缩性疾病
可能与MSTN 基因的表达量过高有关。

1.3MSTN 基因的应用前景
MSTN 作为肌肉生长发育的负调控因子,受到遗传学家、
育种学家及医学家的重视,因为MSTN 活性的抑制可以促进肌
肉生长发育,促进成肌细胞的增殖与分化,使肌肉量显著增加,所以随着对MSTN 作用机制及其调控机制的深入了解,MSTN 基因在农业、畜牧业及医药领域将具有广阔的应用前景。

2MSTN 基因在家兔育种上的应用前景
家兔是节粮型草食动物,对我国畜牧业产业结构的调整起着重要作用,在家兔生产中,随着标记辅助选育的应用,对家兔品种的培育产生了积极影响。

家兔品种优劣直接影响养殖效率和效益,良种问题已成为家兔产业持续健康快速发展的重要因素。

同时,由于兔是研究人类疾病的动物模型,因此,采用基因打靶的方法生产MSTN 基因缺失兔,不但有助于在畜牧业生产上改良育种,提高胴体瘦肉率,也可以作为实验动物模型进行肌肉萎缩等相关疾病的研究。

参考文献:
[1]尤珩,盛楚贤,林乾年,等.福建省家畜家禽品种志和图谱[M].福建:福建科学技术出版社,1985.
[2]谢喜平.福建省肉兔产业的特色与发展对策[J].中国养兔,2009(9):33-36.
[3]谢喜平,陈冬金,孙世坤,等.闽西南黑兔的保护与开发利用现状及展望[J].中国养兔,2011(2):19-22.
[4]Kambadur R,Sharma M,Smith TP et al.Mutations in myostatin
(GDF8)in double -muscled Belgian Blue and Piedmontese cattle [J].
资源育繁|畜业技术
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国畜禽业
中种2018.10
作者简介:徐连均(1973.11-),男,江苏省海安市人,大学本科,兽医师,主要从事畜牧兽医技术推广工作。

羊小反刍兽疫诊断及防控技术
徐连均
(江苏省海安高新区畜牧兽医站226600)
摘要:羊小反刍兽疫是由小反刍兽疫病毒感染引起的,该病毒主要传染小反刍动物,患病后会出现口炎、腹炎、腹泻以及发热等症状。

羊小反刍兽疫又被称作为“羊瘟”,是一种急性病毒性传染病,该病发病高、传播速度快,并且死亡率高,严重影响生产安全,阻碍了养羊业的发展。

为此本文将详细对羊小反刍兽疫进行论述,为广大的养殖户提供参考。

关键词:小反刍兽疫;诊断方法;防控措施
Genome Res.1997,7(9):910-916.
[5]Schuelke M,Wagner KR,Stolz LE et al.Myostatin mutation associated
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由于饲养场的规模较大,若发生传染病,容易造成大面积发病,会严重影响养殖场的生产。

其中在羊只养殖的过程中,若发生羊小反刍兽疫,不及时发现治疗,会造成羊群大面积发病,甚至死亡,严重的危害了羊群的生产安全,也同时造成了巨大的经济损失,被国家列为一类疾病。

为了从最大程度的降低羊小反刍兽疫的危害性,故此将对羊小反刍兽疫从流行病学特点、医学临床症状、诊断方法以及预防措施等几个方面的进行详细的论述。

1流行病学特点
羊小反刍兽疫是由小反刍兽疫的感染造成的,该病毒隶属于副黏病毒科、麻疹病毒属,同牛瘟病毒的物理、化学以及免
疫特性都较为相似,因此该病又被称作为“小反刍兽假性牛瘟”。

小反刍兽疫病毒是负股RNA 病毒,形态多样,多数病毒粒子呈粗糙的球体,病毒内的核衣壳为螺旋中空杆状,具有囊膜。

该病毒的抵抗力相对较弱,对高温、酸性环境以及碱性环境都不适应,因此50℃的高温1h 即可达到杀菌灭活的作用;也可以选择pH 高于11或者低于4的条件让病毒失活。

该病毒直接的自然感染宿主为山羊和绵羊,其中山羊的发病率更高一些,并且患病症状也较为严重,故此在山羊的生产过程中应当更加注意该病的防疫。

其他的家畜,如猪、牛等,也会是病毒的携带体,但患病后猪不会造成病毒的传播,因此其他的家畜不会造成疾病的扩散。

羊小反刍兽疫病毒的主要传播途径是通
畜业技术|资源育繁
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