猪抗病育种研究进展 .doc_百替生物

猪抗病育种研究进展

苏光华

（重庆市种畜场, 重庆江北, 400020）

摘要：猪病给养猪生产造成的经济损失约占总产值的12％～15％。提高猪抗病能力和抗病育种已成为目前的研究热点。本文综述干扰素基因、NRAMP1基因、肠毒素大肠杆菌、MHC基因等侯选基因的研究进展，以期为抗病育种提供借鉴。

关键词：猪；抗病育种；干扰素基因；NRAMP1基因；肠毒素大肠杆菌；MHC基因Research on Progress of Breeding for Disease Resistance in pig

（Chongqing Breeding stock farm, Chongqing, 400020）

Su Guang-Hua

Abstract:Disease loss 12％-15％ gross Production of pig industry.Improving pig disease resistance and establishing breed for disease resistance became research focus.This article reviewed Research Progress of INF gene NRAMP1 gene ETEC MHC gene which are candidate gene of disease resistance pig.

Key words:Swine;Breeding for disease resistance in pig;INF gene; NRAMP1

gene;ETEC;MHC gene

疾病控制一直是生猪产业中一项重要的环节。提高管理水平、改善卫生环境、注射药物和疫苗等预防性措施，在预防疾病中发确实起了重要的作用。但它们都不能从根本上解决预防疾病这个难题。提高机体的自然抗病力成了目前研究的重点，尤其是抗病育种。为此，本文综述了主要抗病候选基干扰素、NRAMP1基因、肠毒素大肠杆菌、MHC的研究进展，以期为抗病育种提供借鉴。

1.抗病育种研究进展

1.1 干扰素基因

在进行鸡胚细胞流感病毒感染试验中首次发现一类能干扰和抑制病毒复制的可溶性细胞分泌物，故取名为干扰素（INF）（Isaacs et al,1957)。免疫活性细胞经丝裂原或抗原刺激后，产生一类对酸敏感的干扰素，称为免疫干扰素（Wheelock，1965；Green，1969）。目

[作者简介]苏光华，（1981-），男，苗族，湖南靖州人，动物遗传育种与繁殖硕士，重庆华牧集团/重庆市种畜场技术总监，重庆新英系猪研究所副所长，研究方向为生猪养殖与生猪产业化。Tel：023-********；E-mail：ghsu81@https://www.wendangku.net/doc/5b5128882.html,

[基金项目]重庆市科技攻关计划项目：重庆市科学技术委员会资助（编号：CSTC,2008AC1049）

前依据干扰素对酸的敏感性通常分为I型干扰素(酸敏感型)和II型干扰素(耐酸型)两类。I

型干扰素为α、β、γ、ω、κ、τ6种类型，而II型干扰素迄今为止仅发现INF-γ种。干扰素主要生物学功能：广谱、高效抗病毒功能；对免疫系统起关键调节作用（刘剑锋等，2007）。

丹系长白和法系长白、英系大白和法系大白猪的猪IFN—α基因。核苷酸同源性均在97.2％以上，氨基酸同源性均在92.89%以上（刘占通等，2006）。巴马猪IFN-β基因氨基酸序列与GenBank上登录的梅山猪和长白猪的IFN-β基因氨基酸同源性为98.4%和98.9%。（曾芸等，2007）。猪-干扰素（INF—α）基因，编码166个氨基酸，与GenBank上序列号为M28623及X57191的序列相似性分别为96.6％和96.4％（焦茂兴等，2007）。猪γ干扰素可以抵抗口蹄疫病毒（FMDV）感染，猪γ干扰素具有较强的抗病毒生物活性（姚清侠等，2007）。

1.2 NRAMP1基因

最初发现小鼠对细胞内病原微生物侵染所具有的抗性或敏感性是受1号染色体上显性基因Bcg、Ity或Ish控制的，由此将该类基因命名为NRAMP一1(natural resistance associated macrophage protein)天然抗性相关的巨噬蛋白。NRAMP1编码具有完整膜的磷酸糖蛋白，含有10～12个推定的转膜区域，具有离子通道和转运功能的特征(Cellier，l996；Vidal，1996)。NRAMP1蛋白可抵抗分枝杆菌、沙门氏菌等多种胞内寄生病原菌的侵染而发挥重要免疫功能，对畜禽机体抗病力影响较大（吴宏梅等，2005）。

大白猪NRAMP1基因的BB基因型个体的单核细胞细胞毒百分率、中性粒细胞NBT还原力值均显著高于AB基因型个体（p<0.05），与此一致，大白中BB型180日龄重显著高于AB型

(p<0.05)，死亡率BB型低于AB型。而松辽黑猪中NRAMP1基因则是AB基因型个体的中性粒细胞NBT还原力值显著高于BB型（p<0.05），与此一致，AB型死亡率低于BB型（吴宏梅等，2005）。利用PCR-SSCP技术研究长白仔猪、大白仔猪、民猪仔猪和长民仔猪（长白猪×民猪）NRAMP1基因第一内含子的多态性位点。该位点的多态性是由2个点突变A113G和G164T引起的，该突变位点的基因型频率和等位基因频率在检测群体间的分布差异极显著(p＜0.01)，在四个群体中CC型个体很少（顾永绢，2006）采用半定量和定量PCR方法发现藏猪的NRAMP1基因在10个组织表达丰度从高到低的顺序为:脾脏、大脑、肺脏、回肠、肾脏、颌下淋巴结、结肠、心脏、肌肉和肝脏（应三成，2007）。

1.3 肠毒素大肠杆菌

肠毒素大肠杆菌(enterotoxigenic E.coli，ETEC)是引起仔猪泻痢的主要病原体之一，它可引发仔猪黄痢、白痢、猪水肿病等多种大肠杆菌病（Gibbon，1977）。目前，研究的热点主要集中在K88(F4)、K99(F5)、987P、1741(F6)、F17(FY、Att25)、F18、F42、Fl65等ETEC

的受体基因上（施启顺，2003）。

在研究Tf基因型与E.coli K88ab敏感性关系时发现，Tf的分型与频率在不同猪群中是不一样的，中国梅山猪和法国利木辛猪只有B型和C型，这两品种中的频率相应为89％、l1％和82％、18％，而Gascon猪存在A、B、C型(相应为33％、45％、22％)，大白猪有A型(40％)和B型(60％) (Mouricout，1997)。用涵盖K88abR和K88acR的2Mbp区间的13号染色体的4个微卫星标记进行检测，进一步证明这4个微卫星标记与K88abR和K88acR基因紧密连锁，而K88adR 基因座不在13号染色体上(Peelman，1999)。采用13号染色体上与K88ab和K88ac受体基因连锁的2对引物(S0223和S0068)，研究沙子岭猪和大约克猪的遗传差异性。结果表明,2个猪种在2个基因座均存在多态性,其基因杂合度和Shannon信息指数存在很大差异,而中外猪种的K88ab和K88ac受体基因也存在遗传差异，这2对引物可望作为K88ab和K88ac受体基因的遗传标记（蒋隽，2004）。F4ab黏附素对大约克猪和沙子岭猪均黏附强烈，而F4ac则表现为不黏附；两个品种中均存在较高频率的F4abR+；F4ad黏附素对沙子岭猪的黏附较强烈(0.400)，而对大约克猪并不强烈黏附(0.242)。上述结果也暗示，猪F4ab受体和F4ac受体存在较强的连锁,而与F4ad受体无此关系（蒋隽，2006）。微卫星座位S0222不同基因型对沙子岭猪F4ab 血清型黏附表型影响显著；SW458座位AC基因型在沙子岭、大白两个品种中无黏附表型，可望作为对E.coliF4抗性基因的遗传标记（刘鑫，2006）。

1.4 MHC基因

主要组织相容性复合体（Major Histocompatibility complex，MHC）的缩写，含有数十乃至数百个高度多态的基因位点。猪的MHC定名为猪的淋巴细胞抗原（SLA），最初定位于猪的7号染色体（Rabin，1985），最终定位于7号染色体着丝粒（Smith，1995）。MHC与抗病性和免疫应答密切相关；对病毒、细菌、寄生虫的遗传控制上有重要作用。

SLAI类和II类等位基因分布与感染伪狂犬病毒的反应存在关联SLA的不同单倍型对寄生虫的抗性也存在类型差异（施启顺，2004）。二花脸猪的其他组织抗原呈递基因的表达水平均高于丹麦长白猪．前者的MHC基因在多种组织(包括免疫系统、肾上腺等)的高表达可能是二花脸猪高抗逆性的基础之一，而后者的MHC基因在空肠(上皮细胞)的高表达可能是丹麦长白猪高生长速度、高饲料回报率的一个基础（姜范波等，2005）。苏太猪SLA-DQB基因外显子经RsaⅠ和HaeⅢ酶切后分出的4种组合带型中,组合带型为BBEE的种母猪第3胎总产仔数、产活仔数、初生窝重、断奶仔猪数和断奶窝重均显著高于组合带型为AADD的个体（P<0.05）,也高于组合带型为ABDE和ACDE的个体,但是差异不显著（P>0.05）（包文斌等，2007）。采用半定量RT-PCR方法对SLA-DQA和SLA-DQB基因在1、90、180、270和360日龄大白猪不同组织与

器官中表达情况进行了研究。结果表明,SLA-DQA和SLA-DQB基因在大白猪的整个生长发育期的心、肝、胃、脾、肾、肺、大肠、小肠、肌肉、子宫、卵巢共11个组织与器官中均有表达,但表达量存在明显差异与变化。DQA基因在90日龄时表达量最高,在1日龄时最低;DQB基因除了在1日龄的心、肝和肾中表达量高于DQA基因外，余各时间点的不同组织与器官内的表达量均低于DQA基因（杨军等，2007）。

2.存在的问题

虽然抗病育种取得很大的成就，但是仍然存在许多问题。在抗病育种研究中，猪的抗病力指对病原(如病毒、细菌、真菌、寄生虫等)的抵抗能力或易感性，多数被认为是属于低到中等遗传力水平的数量性状(施启顺，1995)。抗病性的遗传机制非常复杂且受环境影响较大。病原微生物的遗传特性及与宿主动物的相互关系也十分复杂。抗病性或易感性指标难以测定，且缺乏进行间接选择的可靠标记。病原微生物变异迅速，易形成能克服抗病猪的变异品系。抗性与生产力性状之间存在负相关，不同疾病间也存在颉颃性。世代间隔较长，必须经长期选择（唐国庆等，2002）。特定疾病抗性的直接选择所耗费的成本和对生产造成的损失极其巨大；选择对某种病原的抗性可能导致对其他病原的易感性：对特定病原的抗性的间接选择，实质上导致对病原本身生存力的同步正向选择，进而阻碍了畜禽抗病力的选择效果（Gandon et al,2001）。

3.展望

随着分子生物学及其技术的发展，分子育种已成为研究的热点和趋势。应用分子技术结合我国地方猪种抗病、抗逆基因资源丰富的优势，大规模开展猪抗病育种基因素材的收集、挖掘和整理。在分离、克隆、鉴定重要功能基因和新基因的基础上，从多个层次、多个角度深人、系统地开展基因的结构和功能研究阐明免疫应答的分子机理和遗传控制机制，结合免疫性状指标进行抗病育种，必将大大加快动物抗病育种的进程。

参考文献：

[1]刘剑锋,王立贤,张沅等.猪干扰素基因研究进展及其在抗病育种中的应用展望[J].北方牧业,2007(3):8.

[2]刘占通,崔保安,舒畅等. 猪α干扰素原核表达载体的构建及表达[J].河南农业大学学报,2006:40(04):398-401.

[3]焦茂兴,王声会,黄毓茂.猪α-干扰素基因的分子克隆和序列分析[J].广东畜牧兽医科技,2007(2):18-25.

[4]Reiner G,Melchinger E,Kramarova M,et a1.Detection of quantitative trait loci for resistance/suscept1ity to pseudorabies virus in swine[J].J Gen Virol.2002:83(1)：167-172．

[5]Sironen A,Thomsen B,Andersson M ,et a1．An intronic insertion in KPL2 results in aberrant splicing and causes the immotile short—tail sperm defect in the

pig[J].Proc Natl Acad Sci USA.2006:O3(13):5006-5011．

[6]Suradhat S,Thanawongnuwech R,Poovorawan Y.Upregulation of IL-10 gene expression in porcine peripheral blood mononuclear cells byporcine reproductive and respiratory syndrome virus[J].J Gen Virol ,2003,84:453-459.

[7]Zhao S h,Recknor J,Lunney J K,et al.Validation of a first generation

long-oligonucletide microarry for transcriptional profiling in the

pig[J].Genomics,2005,86(5):618-625.

[8]姚清侠,钱平,曹毅等.口蹄疫病毒VP1-3免疫表位基因与猪γ-干扰素基因的融合表达[J].中国预防兽医学报,2007:29(5):346-369.

[9]吴宏梅,王立贤.NRAMP1基因研究进展及其在抗病育种中的应用[J].中国畜牧兽医,2005:32(4):26-28.

[10]吴宏梅.猪NRAMP1基因PCR-RFLP多态性与免疫指标及生产性状关系的研究[D].中国农业科学院硕士学位论文,2005,北京.

[11]LEE J H，SIMOND D，HAWFHORNE W J，et a1．Characterization of the swine major histm patibility complex alleles at eight loci in Westran pigs[J]xen0tm plantatiln.2005，12(4)：303—307．

[12]顾永绢.猪NRAMP1基因与仔猪腹泻及其生产性状关系的研究[D].东北农业大学硕士学位论文,2006,哈尔滨.

[13]应三成,张义正.藏猪NRAMP1基因的定量表达研究[J].四川大学学报(自然科学版)2007:44(3):697-701.

[14]施启顺.猪肠毒素大肠杆菌F4受体研究进展[J].国外畜牧学-猪与禽.2003:23(6):34-35.

[15]Knap P W ，Bishop S C．Relationships between genetic changes and infectious disease in domestic livestock[A3．Brit Soc Anim Sci，2000，27：65-8O．

[16]Kumar K G，Ponsuksili S，Schellander K，et a1．Molecular cloning and sequencing of porcine C5 gene and its association with immunological traits．Immunogenetics[J].2004:55(12):811-817．

[17]Morozumi T,Sumantri C,Nakajima E,et a1.Three types of polymorphisms in exon 14 in porcine Mxl gene [J]．Biochem Genet.2001,39(8)：251-260．

[18]蒋隽,施启顺,柳小春.不同猪种肠毒素大肠杆菌（ETEC）F4受体微卫星标记遗传差异性研究[J].遗传.2004:26(2):160-162.

[19]刘鑫,施启顺,柳小春等.不同猪种肠毒素大肠杆菌（ETEC）F4受体的微卫星标记[J]. 遗传.2006:28(8):945-948.

[20]姜范波,陈晨,邓亚军等.猪的主要组织相容性复合体表达谱分析[J].科学通

报.2005:50(7) :659-668.

[21]包文斌,吴圣龙,陈国宏等.苏太猪SLA-DQB基因外显子2多态性及其与繁殖性能的关联分析[J].畜牧兽医学报.2007:38(7): 636-640.

[22]杨军,张冬杰,刘娣. 大白猪SLA-DQ基因表达规律的研究[J].江苏农业科学.2007(2).

[23]施启顺.畜禽抗病育种研究进展[J].中国畜牧杂志.1995.

[24]唐国庆,王金勇,李学伟.猪抗病育种研究进展.中国畜牧兽医.2002:29(6):29-32.