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2010.05.07. 猪的分子遗传评定与繁殖调控. 吉林大学 张嘉保. 引言. 调整和控制猪繁殖的过程，充分挖掘其繁殖潜力，是发展养猪业需要解决的一个重要课题。 种猪繁殖效率低下 繁殖障碍频发 我国母猪不孕症发病率达 15%-30% ，仅非传染性繁殖障碍导致的母猪空怀，每年在全国造成的经济损失就达上百亿元。. 繁殖问题. 引言.
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2010.05.07 猪的分子遗传评定与繁殖调控 吉林大学 张嘉保
引言 • 调整和控制猪繁殖的过程，充分挖掘其繁殖潜力，是发展养猪业需要解决的一个重要课题。 • 种猪繁殖效率低下 繁殖障碍频发 • 我国母猪不孕症发病率达15%-30%，仅非传染性繁殖障碍导致的母猪空怀，每年在全国造成的经济损失就达上百亿元。 繁殖问题
引言 我国养猪的繁殖水平与发达国家有很大差距:猪年均繁殖2.0～2.1窝，窝均活仔数9～9.5头，每头母猪年生产肥猪16～17头；而发达国家生产水平为年均2.2～2.4窝，窝均活仔数10～12头，每头母猪年生产肥猪20～22头。
一、种猪的分子遗传评定与早期选种 利用分子遗传标记技术，可以系统研究影响猪繁殖、生长和肉质性状的基因，从而建立主要经济性状的基因诊断方法，把标记辅助选择应用于猪的育种实践，为品种资源高效利用和优质特色猪肉生产提供理论依据，也为加快猪的育种进程、促进养猪产业发展提供依据。
（一）猪繁殖性状的分子标记 1.种公猪精液品质的候选基因与QTL ⑴Huang等（2002）发现在不同气温下，热应激蛋白70.2 基因5′调控区部分突变与精子活力、精子密度和畸形率等性状有相关关系。 ⑵Lin等（2006）发现猪β-actin 基因内含子3及外显子4的4个突变位点的不同单倍型与种公猪精子活力、畸形率及出生活仔猪数显著相关。 ⑶Xing等（2009）利用54个全同胞家系的206头F2代白色杜洛克×二花脸种公猪，针对183个微卫星标记，定位了可能影响种公猪射精量和射精次数的QTL，分别位于15号和17号染色体。
2.猪产仔数性状的分子标记与应用 （一）猪繁殖性状的分子标记 产仔数是猪最为重要的经济性状 促卵泡素β亚基基因FSHβ 候选基因 雌激素受体基因ESR
（一）猪繁殖性状的分子标记 2.猪产仔数性状的分子标记与应用 （1）FSHβ基因与猪产仔数 猪FSHβ基因位于染色体的2p12-16区域，基因全长10 kb，包括长为6 kb的5′端调控区和4 kb的转录单位，由3个外显子和2个内含子组成，编码111个氨基酸的蛋白质。
2.猪产仔数性状的分子标记与应用 （一）猪繁殖性状的分子标记 （1）FSHβ基因与猪产仔数 国内大量学者研究证实该基因座位对猪产仔数的显著影响 。 国内多家猪育种公司利用此标记进行选种育种，使产仔数平均提高了约0.5头。 我们对松辽黑猪和军牧1号白猪的研究表明，FSHβ基因的F等位基因影响高总产仔数。
2.猪产仔数性状的分子标记与应用 （一）猪繁殖性状的分子标记 美国的Rothschild实验室对位于1号染色体ESR基因进行RFLP分析，发现PvuⅡ酶切位点的一个有利等位基因B与高窝产仔数有关。 张淑君等检测了不同品种猪ESR基因的PvuⅡ-RFLP，结果表明我国地方猪种ESR基因的优势基因B的频率高于引进猪种。
2.猪产仔数性状的分子标记与应用 （一）猪繁殖性状的分子标记 猪课题组研究内容：我们以松辽黑猪和军牧1号白猪为实验对象，对ESR和FSH-β基因进行研究。通过对FSH-β插入序列结构的分析及ESR基因突变位点的检测，对猪的繁殖性状进行辅助选择以达到提高产仔数、产活仔数等性状的目的。
AA BB AB （一）猪繁殖性状的分子标记 2.猪产仔数性状的分子标记与应用 研究结果 EE EF FF ESR 基因PvuⅡ酶酶切结果 FSHβ基因PCR扩增结果
（一）猪繁殖性状的分子标记 2. 猪产仔数性状的分子标记与应用 结论： ①松辽黑猪：ESR的B等位基因为优势基因，影响总产仔数和产活仔数。FSHβ的F等位基因影响总产仔数。军牧1号：FSHβ的等位基因Ｆ决定高的产活仔数。 ②合并基因型分析表明：在松辽黑猪中AAEF型有高的总产仔数和产活仔数。 ③在育种工作中，可以把具有ESR基因的B等位基因和FSHβ基因的F等位基因的个体予以保留。
①控制产仔数的主基因或与其紧密连锁， 预测产仔数最好的标记 ； ESR基因 ②与猪的生长发育性状及胴体性状之间不存在负的基因多效性影响 ； ③基因频率在国外猪种和中国地方猪种中的分布有较大差异 。 （一）猪繁殖性状的分子标记 2.猪产仔数性状的分子标记与应用 对利用DNA标记进行辅助选择以改良猪产仔数性状具有特别重要的意义 。
（一）猪繁殖性状的分子标记 2.猪产仔数性状的分子标记与应用 在猪的生产中现已利用ESR 基因进行标记辅助选择来提高窝产仔数，并结合标记辅助渗入技术培育产仔多、生长快和背膘薄的新的母本群体。 美国PIC猪育种公司将ESR基因加入核心群母系的选择指数中，使产仔数遗传进展提高了近30%。
（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关 猪课题组研究内容： 1.克隆IGF-Ⅰ基因不同mRNAs转录本，分析表达规律，为松辽黑猪的种质特性研究奠定基础。 2.比较在不同品种、不同组织中的表达丰度，分析表达水平与生长和胴体性状的相关性，为表达调控分子机理研究奠定基础。 3.筛选IGF-Ⅰ基因SNP片段，分子标记，为松辽黑猪超早期选种及遗传改良提供理论依据。
（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关 研究结果 I 类 II 类 松辽黑猪两类IGF-I cDNA序列的提交
I-IGF-I II-IGF-I （二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关 研究结果 松辽黑猪两类 mRNA定量PCR循环数与荧光强度关系
* * * * * * （二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关 研究结果 两类 mRNAs在松辽黑猪中的组织分布和表达丰度
（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关 研究结果 两类 mRNAs在不同品种猪肝脏和肌肉中表达丰度
（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关 结论： 1.松辽黑猪IGF-Ⅰ基因 Ⅰ类和Ⅱ类mRNA转录本 ，只使用外显子6，翻译成蛋白质IGF-IA 。 2.两类IGF-I mRNAs松辽黑猪的各种组织中均表达，而且Ⅰ类IGF-I mRNA>Ⅱ类IGF-ⅠmRNA；两类IGF-I mRNAs在松辽黑猪、野猪、杜洛克猪、长白猪和大白猪的肝脏中差异不显著，肌肉中差异也不显著。
（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关（二）猪IGF-I基因表达及多态性与生长性状的相关 结论： 3.肌肉I类IGF-I mRNA和II类IGF-I mRNA的表达水平均与日增重呈显著的正相关，肌肉组织中的I类IGF-I mRNA的表达水平和腿臀比也呈现很高的正相关 。 4.松辽黑猪IGF-Ⅰ基因外显子4处存在A→G同义突变，AA型个体猪的日增重高、背膘厚、瘦肉率低。
（三）猪H-FABP基因遗传多态性及与肉质性状的相关研究（三）猪H-FABP基因遗传多态性及与肉质性状的相关研究 猪课题组研究内容： 1.利用PCR-RFLP的方法检测了松辽黑猪等7个猪种H-FABP基因的遗传多态性；对H-FABP基因的多态片段进行了克隆测序，以确定酶切位点变异的位置和突变的碱基类型。 2.将多态性位点与猪的肉质性状进行了相关分析，旨在为不同猪种肉质性状的选种选育提供分子生物学依据。
1324 ↓ 1811 ↓ 1324 ↓ 1811 ↓ HH基因型的测序峰图 DD基因型的测序峰图 dd基因型的测序峰图 hh基因型的测序峰图 （三）猪H-FABP基因遗传多态性及与肉质性状的相关研究 研究结果： 纯合基因型的测序结果
（三）猪H-FABP基因遗传多态性及与肉质性状的相关研究（三）猪H-FABP基因遗传多态性及与肉质性状的相关研究 结论： 1.在HinfI和HaeIII多态位点上，7个猪种中均发现了多态性，在MspI多态位点上，除松辽黑猪、长白猪和松野杂交猪仅表现为AA型外，其它猪种均表现出多态性； 2.HinfI多态性是由于1324位发生T→C的转换；HaeIII多态性是由于1811位发生C→G的颠换； MspI 多态性是因为1489位发生T→C的转换。
（三）猪H-FABP基因遗传多态性及与肉质性状的相关研究（三）猪H-FABP基因遗传多态性及与肉质性状的相关研究 结论： 3.HinfI和HaeIII多态性对IMF含量有显著影响，MspI多态性仅对PIC猪的IMF含量有显著影响。 4.松辽黑猪、PIC猪、长白猪、大白猪、杜洛克猪和松野杂交猪IMF含量最高的基因型组合依次为 “dd-HH” 、 “dd-HH-AA” 、 “DD-HH” 、 “Dd-HH-aa” 、“dd-HH-aa”和 “Dd-HH”。通过提高最佳基因型组合的频率可以增加肌内脂肪含量，以达到改善肉质的目的。
（四）猪ob基因与繁殖、肉用性状的相关研究 猪课题组研究内容： 采用生物信息学的手段对猪ob基因结构、潜在的调控元件及蛋白结合位点、密码子使用频率进行预测； 在此基础上建立PCR-RFLPBi-PASA，研究了松辽黑猪ob基因的多态性类型和分布，并与肉质性状、繁殖性状进行相关分析。
1112位点转录因子结合位点分析 （四）猪ob基因与繁殖、肉用性状的相关研究 研究结果：
（四）猪ob基因与繁殖、肉用性状的相关研究 研究结果： 1.猪ob基因第二内含子G1112A位点发生的G→A颠换可能导致此处增加一个调控元件RORalp因子。 2.在松辽黑猪（群体）中，G1112A位点与G3714T位点之间处于连锁不平衡状态。 3.T3469C位点与平均背膘厚 ，瘦肉率 ，总产仔数存在显著相关。 4.G3714T位点与瘦肉率 ，总产仔数 ，20日龄重 存在显著相关。
资助项目 • 国家振兴东北老工业基地科技专项 （2004BA907A22） ：松辽黑猪等优质猪肉产业化基地建设及关键技术研究； • 吉林省牧业科技重点项目 （20065019）：吉林省主要猪种ob基因与繁殖、肉用性状相关性的研究与应用。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 • 母猪繁殖障碍是指与繁殖相关的性状异常而造成的繁殖力下降、暂时性或永久性不能繁殖等，例如发情异常、乏情、不孕、胚胎早期死亡、流产、死胎、产仔不足等等。 • 因母猪繁殖障碍引起的繁殖力下降达20-30﹪，一些猪场后备母猪不发情率高达50﹪，约有10%母猪断奶后长期不发情。 • 合理使用生殖激素，可有效地治疗发情异常、乏情、不孕、胚胎早期死亡、流产、死胎、产仔不足等问题，从而提高繁殖力。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （一）促黄体素释放激素A3（LRH-A3） 1.提高产仔数 ⑴发情正常母猪 配种时肌注LRH-A3 25微克，可平均提高每胎产仔数1.5头。 ⑵发情不正常母猪 先用FSH或PMSG进行治疗，待母猪配种时，同时肌注LRH-A3 25微克，可纠正卵泡发育整齐性差、排卵延迟和不排卵等问题。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （一）促黄体素释放激素A3（LRH-A3） 2.防治流产 有流产病史的母猪 ：配种时肌注LRH-A3 25微克，于隔日再注射一次，以促进黄体形成和巩固黄体功能。 3.处女猪不发情 催情：PMSG1000～2000单位/头或FSH200～400单位肌注； 催熟：HCG1000～2000单位/头或 LH200单位/头与1同时或次日肌注。 促排：配种时肌注LRH-A3 25微克。 4.经产母猪不发情 ：处理方法同上。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （二）兽用氯前列烯醇（PG Cloprostenol） 用于猪的发情控制和人工控制配种，分娩控制，治疗生殖机能紊乱（持久黄体、子宫积脓、黄体囊肿等），排出木乃伊胎儿，治疗乏情，促进产后子宫复旧等方面。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （二）兽用氯前列烯醇（PG Cloprostenol） 1.诱发分娩 ⑴在母猪妊娠的111～112天后，肌注PG 0.1毫克，母猪一般在注射后24±2小时内分娩。 ⑵上午9～10时肌注，白天分娩率可达95% 。 ⑶若肌注PG后间隔24小时加注催产素5～10单位，可缩短产程并能准确地控制分娩时间，同时可有效地改善母猪的初乳分泌。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （二）兽用氯前列烯醇（PG Cloprostenol） 诱发母猪白天分娩有巨大的潜在经济效益： ⑴避免在寒冷季节夜间分娩，提高仔猪成活率； ⑵便于加强母猪、仔猪的护理，减少死亡； ⑶有利于仔猪超前免疫的进行； ⑷节约劳动力。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （二）兽用氯前列烯醇（PG Cloprostenol） 2.诱发发情和排卵 ⑴PG对于黄体性引起的不发情有特效，肌注PG 0.2毫克，在4天内可引起发情和排卵。 ⑵给发情周期第5天后的母猪肌注PG 0.1～0.2毫克，可在1周内引起发情和排卵。 人为缩短繁殖周期，降低饲养成本
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （二）兽用氯前列烯醇（PG Cloprostenol） 3.引产和终止妊娠 ⑴超过预产期的母猪 肌注PG 0.1毫克，次日即可分娩。 ⑵若欲终止母猪妊娠 肌注PG 0.2毫克，宫内物次日即可排出。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （二）兽用氯前列烯醇（PG Cloprostenol） 3.引产和终止妊娠 ⑴超过预产期的母猪 肌注PG 0.1毫克，次日即可分娩。 ⑵若欲终止母猪妊娠 肌注PG 0.2毫克，宫内物次日即可排出。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （二）兽用氯前列烯醇（PG Cloprostenol） 4.促进母猪产后恢复，调整繁殖机能 ①0.1～0.2毫克可促进恶露排出，预防子宫疾患。 产后肌注 PG ②提高卵巢、子宫恢复速度，缩短产后发情间隔。 ③提高下胎产仔数，每胎可提高0.9头。 ④增加初乳的分泌量。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （三）促卵泡素（FSH） ①治疗卵巢静止、长期不发情或乏情期过长、卵泡发育中途停滞或两侧交替发育 ； FSH应用于 ②多卵泡发育情况下，促进大卵泡发育和小卵泡闭锁 ； ③对持久黄体可促进其萎缩，诱发卵巢新卵泡生长； ④用于发情控制与超数排卵; 提高公畜的精子密度 。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （三）促卵泡素（FSH） 1.超过性成熟年龄和体重仍未发情 后备母猪在8月龄或体重达80–90公斤仍未发情者，视为不发情。 用FSH每头每次100单位，早晚各一次，连用2–4针，或当天200单位/头，次日再肌注100–200单位/头。 待出现发情征状时，加注HCG100–200单位/头，可加强效果。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （三）促卵泡素（FSH） 2.断奶后长期不发情 用药方法与剂量同１，但在第一次肌注FSH时，最好加注0.1～0.2毫克PG。 3.提高母猪繁殖力 于出现发情前一日肌注FSH，早晚各一次，剂量分别为200单位/头和100单位/头，可有效提高母猪繁殖力。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （四）孕马血清促性腺素（PMSG） 作用： 促进卵泡的生长发育和成熟，并引起正常的发情。 应用： 发情控制，超数排卵，治疗母猪乏情、安静发情或不排卵，治疗公猪睾丸机能衰退等方面。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （四）孕马血清促性腺素（PMSG） 1. 发情与排卵控制 ⑴同期发情 ①在孕激素预处理结束前1～2天，肌注1000～1500单位PMSG，可有效提高发情率和同期化程度； ②母猪断奶当天或次日肌注1000单位PMSG或400单位PMSG+200单位HCG，可使大多数母猪于断奶后5～8天发情。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （四）孕马血清促性腺素（PMSG） 1. 发情与排卵控制 ⑵断奶母猪的诱发发情 可缩短断奶至发情的时间，同时可定时给母猪配种。 主要用PG-600（400单位PMSG+200单位HCG），处理时间以断奶后1天效果好。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （四）孕马血清促性腺素（PMSG） 1. 发情与排卵控制 ⑶超数排卵 在初情期即将到来时、在孕激素预处理结束前1～2天和母猪断奶当天或次日进行，PMSG的用量是1500单位， 超排处理后再用500～700单位HCG或50单位LH可加速卵泡成熟和排卵。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （四）孕马血清促性腺素（PMSG） 1. 发情与排卵控制 ⑷同期排卵 初情期前母猪：PG－600或800～1000单位PMSG处理后72小时，肌注500单位HCG； 大型母猪：断奶当天或次日肌注PG－600或1000～1500单位PMSG，72小时后肌注700～1000单位HCG。
二、生殖激素在猪繁殖障碍治疗的应用 （四）孕马血清促性腺素（PMSG） 2.超过性成熟年龄和体重仍未发情 ①一次性肌注PG—600； ②一次性肌注PMSG700～1000单位+0.2～0.3毫克PG，不发情者第一次处理后再次注射PG。 ③PMSG1000～2000单位，次日HCG1000～2000单位，配种时肌注LRH—A325微克。
