猪生长激素基因及其多态性的研究概况

猪生长激素基因及其多态性的研究概况 Q 删占Veterinarys创瑚sNo.&2oo1(va.28,Sum例 猪生长激素基因及其多态性的研究概况 邢晋讳,帅素吝 (四川农业大学动物科技学院,四川雅安625014) 中圈分类号:$828.2文献标识码:A文章编号:1001-8964(2001)08-0026-02 摘要:就猪生长教素(PGH)基目的定拉,黠构,多志牲研究 概况作一简要地介绍,井对以后的研兜方向作丁展望 关键葡:猪;PGH基因;多志性;橙潮 ReviewofResearchon pmspect~foritsfutureresearcharealsodiscussed. Keywords:pig;PGHgene;polymorphirns;detection 猪生长激素(porciner,~thhormone,PGH;又名porcine so.totropin~T)是猪垂体前叶分泌的一种单链多肽类激素,在 调节猪的生长发育方面有重要作用.因此,珞生长激素基因的 研究成为近年来研究的热点之一 lPGH基因的定位 Thom~en等(1990)用原位杂交和猪x鼠杂种细胞分析两种 方法将PGH基因座定位在l2号染色体短臂l区I带以远. Yerie(1993)用高分辨率G带染色体原位杂交将PGH基因定位 在12Pm-pt~区域上. 2pGH基园的分子结构 PGH基因的eDNA于1983年由Seeburg克隆成功,但没有 完整的5端非编码区.而王华岩等(1987)采用R?seH和DNA 聚台酶I同时作用直接台威双链eDNA的方法,一次克隆得到 了全长PGH的cDNA.并带有完整的5端非编码区PGH基因 序列于1987年由Vize等首先确定.我国齐顺章等(1989)对 PGH基因的全序列进行了测定.PGH基因长度约为2231bp,它 由5个外显子和4个内古子掏成.外显子太小分别为10,161, 117,162和198bp,其中外显子l最小.编码前导肽中的3个氨 基酸,外显子5最大.该基囡的4个内古子分别为242,210,197 和278bp,其位置,太小与人,牛和鼠生长激素基因类似;其榜酸 序列的组成,内古子的位置和长度,启动子,5和3端非转录区 都有很高的保守佳外显子和内古子码区的屙源性高达90%(215/239),终止密码子TAG后3 端序刊的同源性程度为75%(178/237).PGH基固的启动子音 有顺式调控序列. 3PG?基因多态性 PGH基因多态性根据检测方法的不同可分为:序列多态 性;限制性片段长度多态性(RF凹);以聚台酶链式反应为基础 的RFLP(PcR—RFLP);多聚台酶链式反应产物的单链构采多态 性(PeR—SSCP);多聚台酶链式反应产物的双链椅采多态性 (PCR-DSCP). 3.1序劫多志性:PGH基因的DNA片段较长,其碱基序列具 有较丰富的多态性.序列多态性是其它类型多态性的基础,用 序捌分析法是检测PGH基因多态性最直接和最准确的方法.但 由于PGH基因DNA片段较长.铡序时需要多对引物,且靶基因 需要进行体外扩增,所以至今对PGH基因全序剜分折还不多 见,大都是对部分区段的序列分析.研究发现,编码前导肽9, ll,勰和25号密码子中碱基取代导致氨基酸取代.13号密码 子中的取代为同义取代;成熟区38,5l,84和153号密码子中 的取代均为同义取代.可见,成熟耿氨基酸序列高度保守,在进 化中经受了很强的选择压,这与基因高度种属特异性一致.前 导肽氨基酸序列的高度变异,说明其经受的选择匪较小.Vlze 等(1987)报道PGH基因有4个内古子,杨青等(1992)从猪垂体 中的DNA成功地克隆出PGH基因,但发现第4个内古子缺失 3.2限辛0r睦片段长度多态桂(RFI)RF’应用于动物育种 的最大优点在于它允许人们定位一个基因位点,而无需分离这 个基因.RFLP标记技术在猪的DNA多寿性及基因定位,基因 图谱的制定等方面已发挥了巨大的作用.Soren等(1990)首次用 RFIp标记对丹麦4个猪种(兰德瑞斯,约克夏,杜涪克,汉昔 夏)的PGH基因进行检测.发现在+216位有一个多态的DraI 位点,品种问等位基因频率有显着性差异,分别为O.74,0.21, 0.44,0’56.NMsen等(1991)对上述4个品种和另外2个瑞典猪 品种进行了RFIP检测,发现这4个品种DraI位点具有明显的 品种特征.赵书红等(1993)对PGH基因RFLP的初步研究也发 现了DmI位点?多卷性. 本栏簟辑;饯亮 ?矿一y参岩店 3.3PCR—RFLP自从Muuj8等(1985)发明了聚合酶链反应 (PCR)以后,此技术在生命科学中掀起了一场革命,井迅速得到 了广泛应用.以PCR为基础的DNA标记技术使DNA的多态性 检测变得更为直接和迅速.Kirkpsarick等(1991)首先扩增出猪 生长激素基因+48叫8B9位长约842bp的片段.在l7头无相关 汉普夏和约克夏公猪中检最IPGH基因5端和第2内含子存在 RFLP.且5端的等位基因频率存在品种同差异.接着 Kirkpstfick等(1992)又对24头无相关约克夏和19头远交个体 的PGH基因+206—7ll位进行PCR—RFLP检测,发现HaeII 在+308位呈多态性,pI在+577位呈多态性.n等 (1993)用PCR—RFLP分析丹麦4个猪种PC-H基因一l】9一+486 位的片段.发现ApaI于+299位,CfoI在+330和+379位呈多 态性.Balaisky(1994)发现大白猪和Mirgorod猪GH基因+298 位存在BsuRI多态性.姜志华等(1997)用PCR及PCR产物的 直接序列分析方法,对PGH基因第2外显子区遗传变异的序列 基础进行了研究.PCR扩增片段长度为230hp,包含全部的生长 激素基因的第2外显子区序列(161bp),共分析了6头二花脸 猪和6头长白猪.结果表明,在猪的生长激素基因第2外显子 区,共有7处碱基替换,其中4处船引起氨基酸序列的变化.其 它的均为无义突变.他们采用GCG软件包对限制酶酶切图谱进 行分析.结果表明,引起氨基酸变异的碱基替换均可用相应的限 制酶予以判断.方美英等(1998)采用I~R-RFLP方法检测6个 猪品种(姜曲海,内江猪,杜洛克猪,桃源猪,香猪,民猪)的PGH 基因第2外显子区的遗传变异.他们所扩增的PGH基因座位 230bp片段,经用HhaI酶切,产生了遗传多态性.在此片段上 共存在2个HhaI酶胡位点.依次产生124bp,49bp和57bp.两 个酶切位点是由507处的C/q”替换以及55556处的G/A和 C/A替换而形成的.多态性带型可归为4个等位基因,等位基 因1:230bp(1/1).此等位基因未发现碱基突变;等位基因2: 173+57bp(2/2).555-556处发生碱基替换;等位基因3:106+ 124bp(3/3),506处发生碱基替换;等位基因4:124+57+49bp (4/4),两处都发生碱基替换.同年.刘红林等对中国地方猪种 生长激素基因HhaI酶切片段多态性特征也进行了研究,他们 采用PCR—RFLP技术分析8个中国地方猪种(太湖猪,姜曲海, 盒华猪,皖浙花猪,内江猪,香猪,桃源猪,民猪)和4个国外猪 品种(皮特兰猪,长白猪,大约克猪,杜洛克猪).发展起来的变异检测法.L姗 等(1992)对PCR扩增的PGH基因614bp和254bp片段(这两 个片段均含有已检测到的多态位点)进行SSCP检测.614bp片 段由于迁移率变化太小,未能分辨;254bp片段具有明显的 SSCP.gd~patfiek等(1993)研究猪的生长激素DSCP(即双链构 象多态性)时,通过分析220bp侧翼和267bp内台子片段比较 了DsCP和SscP的敏感性发现,DSCP可检出用SscP检测不 到的等位基因,但在分析小片段DNAUb于300bp)时,SSCP可 能比DSCP更敏感,在使用两者时应结合使用. 关于PGH基因多态性与生产性能的相关研究还不太多, ca8as—Carl11o(1994)报道纯种约克夏猪的一个家系中RFLP与 眼肌面积显着相关,与生长速度和背膘厚度相关不显着;另外 hr鲁en等(1995)研究PC-H基因TATA框多态性与生长速度等 数量性状无显着相关,TATA2等位基因与高生长速度和长小肠 有微相关趋势. 4结语 目前,尽管国内外学者对PGH研究较多,但其研究大部分 集中在对PC-H的生产和应用效果方面,如利用PGH基因生产 转基因猪和利用基因工程菌株来商效表达PGH基因以生产生 长激素,以及生长激素对猪生长性能,膈体性状和组成,冉质,营 养代谢等的研究.而真正对PGH基因多态性及其与生产性能的 关系的研究还不太多,并且这些研究大多数集中在对多态位点 的寻找,其生物学意义还投有确定,与生产性能的相关分析还比 较肤浅,还不能在猪的育种和生产实践中应用. 我们在今后的研究中,应根据PGH基因的多态性来判断其 基因型,并对这些不同基因型进行分析.找出各种基因型与数量 性状的相关性,从而将分子生物学技术应用到动物育种实践中 去. 参考文献: I1】呻口PD,nAnignm~lheporcine口wm1.o一腿[J】. c”i荡madcdIGeneti~t990,540-2):,72-94. 12]YeM,d日L1.oeafi~mepo~ine口们hm目eT-eI.elIm I1.2-pL5AaimalGedl993艄:l29一I31: 删h雌Plf,et-E~icleatbacterial旺p心onbovinepo~ine horm~[J】DNA.1983.2”37--45 【4J王华岩,周腰伍,壬辛中,等.措生长截素基因舶(DNA)的丹于克蠹【J].北京农 业太学,l987,13(4){379-3,S6. 1V’啷PDbohfi~明ddI棚lcl舯舶d帆0ftheporelmehmanoneI-e【J】 Ge.1987.55:339q” f卅剂平华,李壹,彭中慎.猪生长撤素基目舶I~R-RFLP与I~R-SSCB研究概 况[盯畜牧兽医杂志.1994.3:16-18 I7】黄男富.猪生长撤素基因[J1.四川农业太学1995,13(3):346-352.33I. 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