秦川牛肉用性状功能基因确定及核心群分子育种遗传

摘 要：秦川牛是我国地方黄牛的典型代表，肉质较佳，身躯高达，适应性强，遗传稳定。为了加快秦川牛肉用新品种的选育进程，本文采用PCR-SSCP技术，分析了21个基因的多态性，根据秦川牛育种目标性状，找到了4个与秦川牛肉用性状紧密连锁的分子标记，初步确定了影响秦川牛肉用性状的主要功能基因，并进一步将分子育种技术和常规育种技术紧密结合，通过育种核心群育种目标性状相比，得出了生产发育性状的遗传进展，对育种工作的效率和准确性具有明显的提高作用。

关键词：秦川牛；性状功能；基因核心群；分子育种遗传

中图分类号： S823.92 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160732009

长期以来，一直采用传统的封闭式核心群育种方法来选育秦川牛。这种方法进展缓慢，影响了秦川牛选育效果，虽然取得一定的进展，但是改进不大。随着生物化学和分子生物学理论和相关技术的快速发展，为了了解肉质性状形成的遗传规律和调控机制，通过对功能基因与功能基因相连说的分子遗传标记研究，已成了分子育种研究中最为客观、有效的方法。本文利用现代分子生物学技术手段，以常规育种、计算机等技术结合分子生物学、数量遗传学等的基础理论，以秦川牛为研究对象，深入研究影响秦川牛肉用性状的候选基因，进一步纯化、优化了秦川牛新品系，并强化了秦川牛制种体系建设，将其应用与现有秦川牛新品系的选育种。

1 确定育种目标性状

育种目标性状是指希望改进的性状。以往育种目标是追求理想型的体质外貌和生产性能，而目前，确立育种目标反映了育种技术的进步，发展到了用货币单位表示的综合育种值。为了培育产肉力强的个体，秦川牛育种主要设计到3个方面的性状：胴体性状、生产发育性状、繁殖性状。在实际育种中对具有代表性、可测量的性状，来选择性状，在确定育种目标性状的时候，要以产肉性状为主，还要兼顾其他性状。同时，还要考虑选择性状内部之间的相关，以及选择性状与目标性状之间的遗传相关。

1.1 胴体性状的选择

肉牛的胴体质量性状主要有：大理石花纹、胴体等级、嫩度、屠宰率猴哥净肉率等。本文育种目标性状是以胴体等级与大理石花纹为主。牛的屠宰率越高，胴体等级越高，净肉率也越高，目前，市场评定的牛肉登进最常用的指标是大理石花纹等级。

1.2 生长发育性状的选择

生长发育性状主要由于初生种、周岁重、生长能力、育肥期日增重等，能够充分反映出生长发育性能的经济意义。本文根据目前秦川牛养殖场数据记录情况，选择了5个性状作为育种目标性状，即：初生重、周岁重、18月龄体重、生长能力和育肥期日增重。

1.3 如何选择繁殖性状

在动物生产年限中，衡量繁殖力的主要指标是产犊间隔。肉牛的繁殖力主要有4个经济性状，即：母牛的产犊率、公牛配种及母牛怀犊能力、犊牛断奶成活率。初产年龄是一个母畜早期生产年限中一种重要性状，是繁殖性状早期衡量的一个重要指标，因此，本文在育种目标性状中纳入了产犊间隔和初产年龄。

2 秦川牛肉用性状功能基因的标记和确定

2.1 研究样本

笔者在秦川肉牛中心产区，选择了国家杨凌农业工程中心牛良繁分中心、山西省秦川肉牛良种繁育中心等作为采样单位，采集具有良好肉用体型的秦川牛，共采集了631头纯种秦川牛极端个体血样，其不但有屠宰率高、肉质好的优秀个体，还有表先优秀和极差的分体。并且还采集了444头秦杂牛血样，共计1075头份血样。

2.2 基因标记

基因部分区段遗传变异情况采用了聚合酶链式反应――单链构象多态性进行检测，在分析肉样的背腰厚、系水力、眼肌面积等肉质性状的基础上，分析了21个基因的多态性，如：心脏脂肪酸结合蛋白基因、甲状腺激素应答蛋白基因Spot 14基因、脂肪酸结合蛋白基因、钙蛋白酶1基因、黑素皮质素受体基因、肥胖基因、肝X受体基因、解耦联蛋白3基因、骨形态发生蛋白受体1B基因、胰岛素样生长因子2基因、垂体腺苷酸环化酶激活多肽基因、生长激素基因、磷酸腺苷活化蛋白激酶基因、生长激素受体基因、过氧化物酶增殖剂激活受体基因、肌肉生长抑制素基因等等，发现了123个SNP位点。其中在15个基因上的20个分子标记位点上，显示分布了与秦川牛生长及胴体性状显著相关的基因型与生产性状相关分析结果，首次发现72个SNP位点，首次发现13个标记。如：相关形状为活重、胴体重、背膘厚、大理石花纹，基因MC4R突变位点在外显子1，突变类型为同义突变；基因AdipoR1突变位点在外显子2，其突变基因还为外显子4，突变类型为错义突变，相关性状为胴体重、背膘厚、胴体腿臀围，并且相关性状为活重、胴体重、背膘厚，眼肌面积，突变类型为同义突变；基因AdipoR2突变位点为外显子5，突变位点为外显子8，突变类型为错义突变，相关性状为活重、胴体重、大理石花纹，并且相关性状为活重、胴体重、大理石花纹，背膘厚，突变类型为同义突变。

3 秦川牛新品系核心群肉用性状遗传进展

将常规育种技术和分子育种技术相结合，通过群选群育开放式育种体系和超排一直育种体系实施，建立秦川肉牛MOET育种核心群，选育出肉用新品系1个，核心群规模大500头以上，育种群达到2000头以上，改良群达到3.5万头以上。

3.1 目标选择性状的测定

在体高、体长、胸围以及坐骨端宽等体尺指数方面，测定结果表明，新品系符合理想肉用体型，各部位发育匀称，有较大幅度的提高。在各项体尺、体重指标方面，核心群比非核心群明显提高。坐骨端宽和体重变大最大，并且选育效果随着年龄的增长，表现的越来越充分；平均日增重达到了0.8kg以上，生长速度明显加快，提高了30%以上；而肉质肌纤维直径到了35.24μm，纤维细嫩，嫩度达到了3.36kg，大理石花纹，粗蛋白含量达到了21.4%，肌间脂肪含量达到了5.01%，都超过或达到了高档牛肉标准；屠宰率、胴体产肉率、眼肌面积、净肉率等逐年提高。完全符合《秦川牛标准综合体》（DB61/T354.1～23-2004）对肉用性状的选择，符合《秦川牛国家标准》GB5797-2003）的选择。

3.2 部分功能基因对秦川牛肉质性状的影响

刘艳研、黄磊、张小白等通过对206头秦川牛屠宰后的8个生产性状进行测定，分别认为A-FABP、LXRα、THRSP等基因对秦川牛的胴体形状和肉质性状密切相关。利用这几个基因对秦川牛核心群早期进行选种，在多个基因的共同效应下，能够提高牛肉品质，各个性状的表型方差均达到6%以上。如：A-FABP基因，宰前活体质量/kg表型值为35.42，表型方差为1.26%；胴体质量/kg的表型值为196.65，表型方差为3.15%；胴体长/cm的表型值为87.86，表型方差为4.25%；大理石花纹评分的表现值为3.00，表型方差为7.92%；

3.3 目标性状可实现的遗传进展

遗传进展计算的基本方法采用了，为了对育种效果进行分析，本文应用动物育种规划专用软件ZP-LAN（1993年版），根据育种核心群状况，以基因流动法为核心，得出母牛一个产犊周期可实现综合育种进展为46.83元，从各种育种目标性状来看，胴体性状所获遗传进展最低，繁殖性状在其次，获得遗传进展最高的是生长发育性状。

通过对秦川牛各个方面数据分析，在育种核心群中，生长发育性状是遗传进展最快的，其次是繁殖性状和胴体性状，通过分子生物学方面的而研究，确定了影响秦川肉牛肉用性状的主要功能基因，找到了与秦川肉牛肉用性状紧密连锁的分子标记，从而加快了秦川肉牛肉用新品种的选育进程，提高了育种工作的效率和准确性。

参考文献

[1] 昝林森.秦川牛选育改良理论与实践[M].陕西杨凌：西北农林科技大学出版社，2007（10）：14.

[2]王立国.秦川牛肉用新品种（系）优化育种规划的研究[D].陕西杨凌：西北农林科技大学，2006.

作者简介：薛梅（1985-），女，山西太原人，硕士，助教，主要研究方向：动物学（动物遗传育种）。