Single Nucleotide Polymorphisms and the Association Analysis with Growth and Reproductive Traits and the Expression Profiles of the GH,IGF-Ⅰ and IGF-Ⅱ Genes in Jinghai Yellow Chickens

摘要

体重是家禽产业最重要的性状之一。生长受多种因素调控，如基因、激素、营养和环境。GH基因具有过重生理学功能，包括促进肌肉生长、调控脂肪的生长、骨骼发育和代谢。胰岛素样生长因子IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ基因对于总体体重和肌肉生长至关重要，它们被认为是与胰岛素具有相似结构的促有丝分裂多肽。京海黄鸡是以当地地方黄鸡资源为育种素材，根据传统遗传育种理论，采用常规育种和分子标记辅助选择，经7个世代培育而成的小型优质肉鸡新品种，京海黄鸡具有耐粗饲和抗逆性强的特点。由于之前研究检测到了许多与京海黄鸡生长和繁殖性状相关的SNPs位点，因此其被认为是具有发展前景的肉鸡新品种。在本研究中，我们检测了GH、IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ基因中可能影响京海黄鸡生长和繁殖性状的突变位点，并分析了这些位点之间的相互作用。
　　所有的试验鸡均孵化于同一天，笼养，自由采食。记录生长和繁殖数据，并收集母鸡血样。由公鸡和母鸡的目标器官中提取总RNA以研究基因表达模式，所有样本均随机选自饲养于江苏省京海禽业集团有限公司的同一批次的京海黄鸡。使用PCR、SSCP和qPCR技术分析吗目的基因的多态性、表达谱和表达规律，并分析它们与生长和繁殖性状的相关性。
　　GH基因多态性和关联分析结果显示，GH基因中共检测到了2个突变位点，分别为g.2601T＞C和g.3856G＞A突变。对于g.2601T＞C突变，TT基因型6周龄体重显著高于CC基因型(P＜0.05)，TT和TC基因型2周龄体重和4周龄体重极显著高于CC基因型(P＜0.05），该突变对繁殖性状没有显著影响(P＞0.05）。对于g.3856G＞A突变，AG基因型4周龄体重显著高于GG基因型(P＜0.05），6周龄体重极显著高于GG基因型（P＜0.01);繁殖性状方面，AG和GG基因型300日龄产蛋量显著高于AA基因型（P＜0.05）。g.2601T＞C和g.3856G＞A突变基因型联合分析显示，TT*AG基因型组合2周龄体重显著高于CC*AA基因型组合(P＜0.05)，TT*AG和TC*AG基因型组合4周龄体重显著高于TC*GG基因型组合(P＜0.05)，TT*AG基因型组合6周龄体重显著高于TC*GG基因型组合(P＜0.05）。相比较而言，基因型间的互作对京海黄鸡生长性状无显著影响。表达谱分析显示，GH基因在公鸡和母鸡的胸肌和腿肌中高度表达，胸肌和腿肌表达规律较为相似，母鸡胸肌中GH基因的表达量略高于公鸡，而公鸡胸肌和腿肌中GH基因的表达量高于母鸡。
　　IGF-Ⅰ基因多态性和关联分析结果显示，在IGF-Ⅰ基因中检测到一个g.295T＞C突变，共分为CC、CT和TT基因型，其中CT和TT基因型8、10、12、14和16周龄体重以及开产日龄显著高于CC基因型（P＜0.05)。公母鸡表达水平比较分析显示母鸡各个组织中IGF-Ⅰ基因表达水平均高于公鸡;公鸡和母鸡胸肌和腿肌中IGF-Ⅰ基因具有相似的表达规律，且腿肌中表达量略高于腿肌。
　　IGF-Ⅱ基因多态性和关联性分析显示，在IGF-Ⅱ基因中检测到两个突变，分别为g.6421 G＞A和g.13056C＞G突变。对于g.6421G＞A突变，GG基因型8、12和14周龄体重显著高于其它基因型(P＜0.05)，16周龄体重极显著高于其它基因型（P＜0.01）;繁殖性状方面，GG基因型开产体重和300日龄体重显著高于其它基因型(P＜0.05)。对于g.13056C＞G突变，GG基因型8、10、12和14周龄体重显著高于其它基因型(P＜0.05），16周龄体重极显著高于其它基因型(P＜0.01);繁殖性状方面，GG基因型开产体重和300日龄体重显著高于其它基因型（P＜0.05）。
　　g.6421G＞A和g.13056C＞G突变互作分析显示，AA*DD基因型组合12和16周龄体重显著高于所有其它基因型组合(P＜0.05），而AA*GG、AG*GG、GG*CC基因型组合14周龄体重显著高于其它基因型组合（P＜0.05）。相比而言，基因型互作对繁殖性状没有显著影响。表达分析显示，IGF-Ⅱ基因公鸡和母鸡肝脏中高度表达，在母鸡胸肌和腿肌中高度表达，在公母鸡胸肌和腿肌中的表达规律较为相似，且腿肌中表达量高于胸肌。
　　本研究还分析了GH、 IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ三个基因中突变的互作效应，结果显示，多个基因型组合与生长和繁殖性状显著相关。GH和IGF-Ⅰ基因突变互作分析显示，g.2601T＞C*g.295T＞C和g.3856G＞A*g.295T＞C突变互作与生长和繁殖性状相关，其中TC*CC、AA*TT、AG*CT、AG*TT、GG*CC和GG*CT基因型组合生长性状优于其它基因型组合(P＜0.01); TC*CC基因型组合繁殖性状极显著的优于其它基因型组合(P＜0，05)。GH和IGF-Ⅱ基因突变互作分析显示，g.2601T＞C*g.6421G＞A、g.2601T＞C*g.13056C＞G和g.3856G＞A*g.13056C＞G突变互作与生长性状相关，而与繁殖性状无关。CC*GG、TC*GG、TC*CC、TT*CC、TT*CG、TT*GG和AG*GG基因型组合生长性状显著显著优于其它基因型（P＜0.05），TC*GG、TT*AA和TT*GG基因型组合生长性状极显著优于其它基因型(P＜0.01); g.3856G＞A*g.6421G＞A突变互作对生长和繁殖性状无显著影响。IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ基因互作分析显示，g.295T＞C*g.6421G＞A突变互作对生长性有显著影响，而对繁殖性状无显著影响。g.3856G＞A*g.13056C＞G互作对生长和繁殖性状均无显著影响。GH、 IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ基因表达水平比较分析显示，京海黄鸡公母鸡大多数组织中，GH基因表达水平高于IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ基因，IGF-Ⅰ基因表达水平高于IGF-Ⅱ基因。
　　以上研究结果表明，候选基因中的SNPs位点影响京海黄鸡生长和繁殖性状，这些位点为将来江海黄鸡生长和繁殖性状的标记辅助选择提供了理论基础。