PIT1基因多態(tài)性與雞生長性狀相關.doc

背景作為POU蛋白家族成員之一，垂體特異性轉錄因子PIT1(PIT1，or GHF1，or POU1F1) 的主要作用在于結合生長激素(GH)，泌乳素(PRL)和促甲狀腺激素(TSH-)的啟動子并促進他們轉錄，PIT1其他的生物活性也有報道，如調解垂體前葉發(fā)展、促進垂體細胞增殖，消除或者推遲人類腎上腺功能，同小鼠侏儒型有關，以及促使肝臟原始細胞分化成泌乳素生成細胞。PIT1基因最初的活化受其祖蛋白基因PROP-1控制，是自動調節(jié)表達，它的mRNA存在于各種垂體的細胞中。但是，PIT1蛋白主要在泌乳細胞、生長激素以及促甲狀腺激素細胞中表達，促使分泌PRL、GH和TSH-。目前為止，PIT1的cDNA已經(jīng)在很多物種中發(fā)現(xiàn)，以前的研究表明哺乳動物的PIT1基因含有6個外顯子，禽和魚類有7個，其前體長度不同。Tanaka等人首次分離出雞PIT1基因的cDNA。其由選擇性剪接形成的三個亞型PIT1、 PIT1和PIT1也被分離出來，分別含有335，363和327個氨基酸。該PIT1基因的選擇性剪接在其他物種上也有報道。根據(jù)2006年發(fā)表的雞的基因組序列，雞的PIT1基因在1號染色體(GGA1)上，長度超過14kb。由于其重要的調節(jié)功能和多種的生物活性，PIT1一直被視為研究生產(chǎn)性能的關鍵候選基因。有跡象表明，豬的PIT1基因變異和生長、胴體以及脂肪性狀相關。對雞的研究中，雖然最近在PIT1基因離散區(qū)域2400bp處發(fā)現(xiàn)有23個單核苷酸多態(tài)性（SNP）和一個57bp的缺失，但它們對雞生產(chǎn)性狀的遺傳效力仍不清楚。最近，有報道證明在POU結構域的一個非同義單核苷酸多態(tài)性(A T, Asn229Ile)同第八周的體重顯著相關。在這項研究中，對全同胞F2代資源群中五個已知的雞PIT1基因多態(tài)性進行基因分析，來評價他們的與雞生長性狀、胴體和脂肪性狀的遺傳相關性。方法雞群體在這項研究中采用Lei等提供的全同胞F2代資源群，九只隱性白公雞（WRR）和九只中國杏花母雞（X）的雜交，以及6只WRR母雞和6只X 的反交產(chǎn)生17個F1家系和454個全同胞的F2代個體。F2雞進行平養(yǎng)，飼喂?jié)M足NRC標準的商業(yè)谷物大豆基礎日糧。三代的雞都要進行基因分型，來評價PIT1基因變異對雞生產(chǎn)性能的影響。57個待測性狀是31個生長性狀：孵化后體重，7，14，21，28，35，42，49，56，63，70，77，84和90天的體重，42，49，56，63，70，77 ，84和90天的脛長，42，49，56，63，70，77和84天的脛寬。0-4和4-8周的平均日增重，以及14個屠體性狀，包括：頭寬(HWD)，胸寬(BWD)，體長(BL)，胸角寬(BA)，胴體重(CW)，半凈膛重(EWG)，凈膛重(EW)，胸肌重(BMW)，腿肌重(LMW)， 翅膀重(WW)，頭和頸重(HNW)，小腿和腳腳趾重(STW)，心肝腺胃肌胃重(HLPGW)，和小腸長度(SIL)。以及12個脂肪性狀：皮下脂肪厚度(SFT)，肌間脂肪寬(CFW), 腹脂重(AFW), 腿肌顏色(LMC)，胸肌顏色(BMC)，腿肌剪切力(SFLM)，胸肌剪切力(SFBM)，腿肌導電率(LMCD)，胸肌導電率(BMCD)，肌肉失水率(WLRM)，腿肌纖維橫截面積(TALMF)和胸肌纖維橫截面積(TABMF)。標記和引物五個已知的雞PIT1基因型，可以很容易的通過PCR-RFLP以及簡單PCR進行基因分型，選定作為標記來評估對雞生產(chǎn)性能的影響。這些多態(tài)性是一個57bp的缺失(MR1)和四個SNP(MR2-MR5)位點。設計并合成覆蓋MR1-MR5的特異片段的四對引物PR1-PR4。引物的詳細信息見表一。運用PCR-RFLP進行基因分型PCR在體系為25 L的混合物中進行，包含：50ng的雞染色體DNA，1 PCR擴增緩沖液，12.5 pmol的引物(PR1-PR4)，100 M dNTP(dATP，dCTP，dGTP and dTTP各100M)，1.5mM MgCl2和1.0 U Taq DNA聚合酶（上海生工生物工程技術服務有限公司，上海，中國）。在MasterCycler梯度PCR儀中按如下條件下進行：94熱變性3 min，然后94變性30 s，5862復性45s，72延伸1min，35個循環(huán)，最后72延伸5min。MR1的基因型通過用2%的瓊脂糖凝膠電泳直接檢測其PCR擴增產(chǎn)物。PR2-PR4的PCR產(chǎn)物則要在37下酶切過夜，酶分別為TaqI，MspI，EcoRI，和TasI（如表一）。消化液包含8l的PCR產(chǎn)物，1 消化緩沖液，每種酶3.0 U，通過2.0%的瓊脂糖凝膠電泳半個小時后，用TFM-40紫外投射儀確定MR2-MR5的基因型。統(tǒng)計分析單倍型推斷運用PHASE 2.0 軟件，分析MR1-MR5位點在454個F2群體中組成的單倍體情況。標記性狀的關聯(lián)分析用SAS軟件建立普通線性模型進行標記性狀的關聯(lián)分析，遺傳效力則由下面的混合模型進行分析：Y = +G+D+H+S+e其中Y是性狀的表型值，是群體均值，G是基因型的影響值，D是母體的隨機效應，H是孵化批次的影響值，S是性別因素（公雞或者母雞），e是殘差。通過上述模型，分析每一個MR2-MR5及其單倍型同57個生產(chǎn)性能的關聯(lián)，用來評價它對雞生長、身體成分和脂肪沉著的遺傳效力。結果基因型和單倍型推斷對MR1-MR5，在整個群體中共發(fā)現(xiàn)三個基因型。從基因型數(shù)據(jù)中推斷出有13種單倍型，這些單倍型主要包含兩個主要的H1(DTGCC，74.56%或者671/900)和H2(ITGTT，12.89% 或116/ 900)，六個次要的H3 (ITACC，2.66%或24/900)，H4(ITGCC，2.33% 或21/900)，H5(ICGCC，2.33%或21/900)，H6(ITGTC，1.88%或17/900)，H7 (DTGTC，1.00%或9/900)和H7(DCGCC)，1.00% 或9/900)，發(fā)生頻率介于1%到5%之間。還有五個較小的(H9-H13)發(fā)生頻率低于1%。單個SNP同雞生長性能的關聯(lián)結果顯示，MR1與84天的脛寬顯著相關(P 0.05)，并且同初重及84天的脛長顯著相關(P 0.01)，MR2同28,42天的體重及04周的平均日增重顯著相關(P 0.05)，MR3同4-8周的平均日增重顯著相關(P 0.05)，此外，MR4同63,77,84天的脛長及84天的體重顯著相關(P 0.05)，并且同77天的脛寬高度相關(P 0.01)，并且T比C更有利于雞的生長(Table 2)。MR5同21，35天的體重及63天的脛寬顯著相關(P 0.05)，同28天的體重及1-4周的平均日增重高度相關(P 0.05)?？梢缘贸鼋Y論即：PIT1基因的多態(tài)性同雞的生長顯著相關，但與屠體性狀和脂肪性狀無顯著相關。討論和結論在這項研究中，PIT1基因的多態(tài)性同雞生長性能有關。到目前為止，PIT1基因同生長性能的關聯(lián)在人，豬和牛上都有報道，在雞PIT1基因外顯子6上的非同義的SNP (Asn299Ile)同8周的體重顯著相關，而且它的等位基因頻率在肉雞和蛋雞中差異顯著。此外，在內含子5上三個相鄰的SNP(MR2-MR4)同0-4和4-8周的平均日增重，28，77和84天的體重，63,77及84天的脛長，以及77天的脛寬相關，到目前為止，在GGA1中已經(jīng)鑒定了很多與體重有關的QTL(數(shù)量性狀遺傳位點)。然而，只有一個已知PIT1基因存在的QTL覆蓋了96Mb的區(qū)域(總染色體的大小為201Mb)，似乎位于這個區(qū)域并且對雞生長有重要作用的SNP的連鎖不平衡可能與致病突變（S）有關。 有趣的是PIT1基因的多態(tài)性同雞的屠體性狀和脂肪性狀沒有相關，在以前的研究中， PIT1基因的變異同豬的屠體性狀和脂肪性狀相關，與牛的屠體性狀有關。然而，在本次研究中，PIT1基因的五個多態(tài)位點都與屠體性狀和脂肪性狀無關，此外，單倍體分析也得出類似的結果，這個結果令人感到意外，因為在某種程度上，一些屠體性狀同生長性狀相關聯(lián)，因此，它仍需要進一步的研究確認。更進一步說明，PIT1基因的多態(tài)性在不同階段影響雞的生長性能，MR2，MR3和MR5似乎對雞生長早期的影響