抗病育种相关基因的研究进展

抗病育种相关基因的研究进展

周国利1,2,曹阳3,金海国33

　(1.聊城大学生命科学学院,山东聊城252059;2.东北农业大学动物科技学院,黑龙江哈尔滨150030;

3.吉林省农业科学院畜牧分院,吉林公主岭136100)

摘要　对肾小管发育不良、Ch ondrodysplastic 矮小症、普鲁氏菌病和C ARD 15等一些与疾病相关基因的研究状况进行简单的回顾。关键词　牛;候选基因;抗病育种中图分类号　S332.2 文献标识码　A 文章编号　0517-6611(2008)27-11774-03R esearch P rogress on G ene R elated to R esistance to Diseases in B reeding

ZH OU G uo 2li et al (C ollege of life Science ,Liaocheng University ,Liaocheng ,Shand ong 252059)Abstract G enes related to Renal tubular dysplasia ,Ch ondrodysplastic dwarfism ,brucellosis and C ARD 15were reviewed in brief.K ey w ords Cattle ;Candidate gene ;Breeding for disease resistance

基金项目　国家科技基础条件平台资助(2005DK A21101);山东省自然

基金资助项目(Y 2007D33)。

作者简介　周国利(1975-),男,内蒙古赤峰人,在读博士,讲师,从事

动物育种与分子数量遗传学方面的研究。3通讯作者,教授,博士生导师,E 2mail :khk1962@ 。

收稿日期　2008207228

一直以来,生长性状、肉质性状乳产品性状等是家畜育种中最重要的育种目标性状。然而,对家畜生产具有负面影响的遗传因素的消除也是家畜育种遗传改良时所必须考虑的。对家畜生产最有害的遗传因素就是突变基因所引起的遗传疾病,并且这些疾病已经成为家畜育种中一个非常严重的问题。而抗病性状的重要性是近几年才被认识的。然而,要保证上述2个性状能很好地被选育,具有优良的抗病性能是保障。为此,笔者对一些与疾病相关基因的研究状况进行简单的回顾,旨在为我国优良的地方品种的选育奠定基础。

1　肾小管发育不良(R enal tubu lar dysp lasia ,RT D)及相关基因

RT D 也是一种常染色体隐性遗传性疾病,它的表型主要

表现在血液中尿素氮和肌酸酐值增加、痢疾和蹄过度生长

[1]

。对患有RT D 牛的肾脏进行组织学检查发现,结缔组织

纤维化,在髓质和皮层有单核细胞入侵和正常的肾小管和肾小球减少

[2]

。

RT D 疾病基因定位在牛1号染色体上[3]

;并且发现一个

微卫星座位(BMS4009)在患病牛群体中不存在,而在表型正常牛群体中能扩增出1条或2条DNA 条带。这表明,包括这个BMS4009的基因组片段的缺失与RT D 有关。近年来,

PC LN 1(Paracellin 21)基因已经被鉴定负责人常染色体隐性疾

病,如家族性血镁过少并带有高钙尿和肾钙质沉着。患这种疾病的人受到的主要损害是肾上皮细胞故障和/或畸形,这种情形与牛中的RT D 疾病是一样的。PC LN 1基因编码1个肾上皮细胞的跨膜蛋白,这个基因与编码紧密连接蛋白的

C laudin 基因家族有着高度的同源性。PC LN 1基因已经定位

到人染色体3q 区域内,而牛的RT D 疾病基因定位到相应的1号染色体的这个区域。因此,PC LN 1基因被认为是牛RT D 疾病的候选基因。通过与人的PC LN 1基因的比较基因组学研究表明,患有RT D 的牛的PC LN 1基因缺失外显子124,而且BMS4009恰好也在这个区域内,因此可以说明PC LN 1基因的缺失引起肾上皮细胞紧密连接的机能不良而导致牛的

RT D [4]。通过上述的研究结果表明,可以通过PCR 方法来检

测我国黄牛品种的PC LN 1基因的缺失与否来建立以DNA 水

平为基础的RT D 疾病的诊断系统。

2　牛Chondrodysplastic 矮小症(B ovine chondrodysplastic dw a 2rfism,BC D)与相关基因

矮小症在各种动物中都有报道,如家畜、试验动物和人等。并且负责矮小的许多基因也已经被鉴定。牛的矮小表型显示相当大的变异,但主要的损害就是四肢的长骨、椎骨和部分头盖骨的不正常的软骨骨化。BC D 是一种常染色体隐性遗传疾病,表现为四肢短小、关节畸形和发育不全,BC D 疾病的座位定位到牛染色体6的末端区域,与人的该疾病定位在4号染色体的位置类似[5]。E VC (E llis van creveld )基因是人的该疾病的候选基因[6]。但研究表明,在BC D 牛的E VC 基因内并没有发现基因性突变。T akeda 等鉴定了1个新的

LIMBIN 基因,进一步研究表明,这个基因是负责BC D 的候选

基因,在空虚个基因的外显子11存在1个在1356bp 处的C 到T 的替换,导致了不适当的剪切。在外显子14的2054～

2055bp 处存在1个C A 到G 的替换,并导致了1个移码突

变[7]。所以,通过在我国黄牛品种中对该基因的研究,可以找到适我国牛品种的关于该疾病的在D N A 水平上的诊断系统。

3　牛普鲁氏菌病与天然抗性巨噬结合蛋白基因

牛普鲁氏菌病(Brucellosis )是由流产布鲁氏菌引起的,它的临床表现是在怀孕的最后3个月内有流产的情况出现,从而导致生产力降低和乳产量减少,而且它对公共卫生存在一定的危害[8]。尽管牛普鲁氏菌病已经在一些国家得到成功的控制,但它仍然是一个世界性的重要的动物传染性的疾病[9]。牛普鲁氏菌病的控制大部分是依靠接种疫苗和患病动物的屠杀。然而,要想通过这些手段完全根除这种疾病是不容易完成的。因而,通过遗传选择来选择具有天然抗性的牛可能成为根除这种疾病的一个有用的工具。实际上,对普鲁氏菌病天然抗性的遗传标记的研究已经有过报道[10]。

天然抗性巨噬结合蛋白(Natural resistance 2ass ociated

macrophage protein 1,NRAMP1)基因是首先在小鼠中被发现和

研究的,这个基因原来也叫Lsh/Ity/Bcg ,最近,它已被重新命名为Slc 11a 1(S olute carrier fam ily 11member 1)。Nramp 1基因与鼠细胞内的病原菌的天然抗性相关,包括沙门氏菌、利曼氏原虫、分枝杆菌等。在鼠中,Nram p1蛋白在天然免疫上起重要的作用,它能在感染的起始阶段防止巨噬细胞内的细菌的生长[11]。另外,Nram p1蛋白也影响适应性免疫和某些

安徽农业科学,Journal of Anhui Agri.Sci.2008,36(27):11774-11776 责任编辑　姜丽　责任校对　张士敏