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犬體型大小相關(guān)基因的研究進(jìn)展

所屬分類:農(nóng)業(yè)論文 閱讀次 時(shí)間:2020-03-02 04:33

本文摘要:摘要:犬作為人類最早馴化的家養(yǎng)動(dòng)物,在人類發(fā)展史和現(xiàn)代生活中扮演著非常重要的角色,如伴侶、看護(hù)、導(dǎo)盲、軍警用犬等。人工選擇過程使得家犬產(chǎn)生了極大的表型多樣性,其中體型性狀是犬最顯著的表型性狀之一,屬高遺傳力性狀。本文綜述了犬體型性狀相關(guān)基

  摘要:犬作為人類最早馴化的家養(yǎng)動(dòng)物,在人類發(fā)展史和現(xiàn)代生活中扮演著非常重要的角色,如伴侶、看護(hù)、導(dǎo)盲、軍警用犬等‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。人工選擇過程使得家犬產(chǎn)生了極大的表型多樣性,其中體型性狀是犬最顯著的表型性狀之一,屬高遺傳力性狀‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。本文綜述了犬體型性狀相關(guān)基因IGF1、IGF1R、GHR1、GHR2、SMAD2、STC2、HMGA2、IGSF1、ACSL4及IRS4的研究進(jìn)展,為未來工作犬體型遺傳改良育種提供重要的靶點(diǎn)和依據(jù),為進(jìn)一步闡明人類及其他家養(yǎng)動(dòng)物在體型上的遺傳變異提供參考‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

  關(guān)鍵詞:犬;體型;候選基因;遺傳變異

基因工程

  生物研究人員評職知識(shí):基因工程論文發(fā)表期刊和文獻(xiàn)

  文獻(xiàn)參考一:基因工程技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)展分析

  在醫(yī)藥方面,人們將基因工程技術(shù)應(yīng)用于各種疫苗和藥物研發(fā)、基因診斷和臨床醫(yī)療,并取得了較好的臨床成效。此外,基因技術(shù)還在改良農(nóng)作物、治理農(nóng)藥污染和重金屬污染方面有著積極的作用。未來的基因工程技術(shù)發(fā)展需要努力提高其安全性和有效性,相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,基因工程技術(shù)能夠成為人類做出更大的貢獻(xiàn)。

  家犬是人類馴化歷史中獨(dú)一無二的杰作。許多世紀(jì)以來,沒有其他哺乳動(dòng)物能像犬一樣,與人類產(chǎn)生如此緊密的聯(lián)系,更沒有如此顯著的表型差異。當(dāng)今所有家犬都是距今約15000年前由灰狼馴化而來[1]。犬被馴化之后,人類根據(jù)自己的意愿和使用目的加大了對犬的選育強(qiáng)度,由此形成了如今形態(tài)各異的現(xiàn)代犬種。目前,世界上有超過400多個(gè)不同品種的犬[2-4],除了金魚,犬是與其野生祖先表型差距最大的馴化動(dòng)物。然而,現(xiàn)代家犬品種形成的時(shí)間并不長,大概是200~300年前,這也說明了人工選擇的顯著效果[3],F(xiàn)今每一個(gè)家犬品種都有著嚴(yán)苛的品種標(biāo)準(zhǔn)以維持其固定的表型,這些標(biāo)準(zhǔn)將持續(xù)地對某一品種犬施加選擇壓力,這種壓力降低了品種內(nèi)的表型多樣性和遺傳異質(zhì)性,但增加了品種間的巨大差異性。體型是犬最顯著的表型性狀,家犬是所有陸地脊椎動(dòng)物中體型差異最大的動(dòng)物,犬的體型差異之大,堪稱各物種之最[5]。最小品種犬與最大品種犬的骨骼大小相差大概40倍。吉娃娃的平均體重只有1.8kg,而獒犬體重高達(dá)90kg,幾乎是最小的吉娃娃的50倍[4-6]。

  據(jù)“吉尼斯世界紀(jì)錄”記載,世界上最高的犬是一條名叫“宙斯”的大丹犬,其身高為111.8cm,體重達(dá)70.3kg,直立時(shí)身高高達(dá)2.25m。最小的狗是一只名叫“米莉”的吉娃娃,體重453g,身高只有9.65cm,那么,同樣是灰狼的后代,在相對短暫的時(shí)間內(nèi),犬是如何演化出這么多體型迥異的品種?本文就犬體型性狀相關(guān)基因IGF1、IGF1R、GHR1、GHR2、SMAD2、STC2、HMGA2、IGSF1、ACSL4及IRS4的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

  1犬體型大小的遺傳研究

  針對犬體型大小的第一個(gè)研究是從葡萄牙水犬(PortugueseWaterDog,PWD)開始的[7],這是因?yàn)樵诿绹咸蜒浪且粋(gè)相對較新的品種,可以追蹤24代,一直到當(dāng)初的31個(gè)建群者。而且葡萄牙水犬的品種標(biāo)準(zhǔn)對其體型大小的界定允許有2倍的差異,因此導(dǎo)致該品種內(nèi)的個(gè)體體型差異較大,加上具備詳細(xì)的系譜記錄,使它成為體型性狀研究中最好的試驗(yàn)對象。Chase等[7-8]對500只葡萄牙水犬的X射線骨骼圖進(jìn)行分析,制定了92個(gè)骨骼參數(shù),利用全基因組微衛(wèi)星掃描數(shù)據(jù),結(jié)合葡萄牙水犬種群骨骼變異的主成分分析(PrincipalComponentAnalysis,PCA),發(fā)現(xiàn)15號染色體(CFA15)上一個(gè)15Mb的區(qū)域有2個(gè)數(shù)量性狀位點(diǎn)(QTL)(FH2017和FH2295)與葡萄牙水犬的體型大小密切相關(guān)。

  2007年,Sutter等[5]對決定家犬體型大小的基因位點(diǎn)的確定成為尋找性狀決定位點(diǎn)的經(jīng)典工作之一。該研究仍是從葡萄牙水犬開始,并把研究對象擴(kuò)大到143個(gè)品種、3241只犬,首先對15號染色體15Mb區(qū)域的SNP進(jìn)行重測序,進(jìn)一步將該區(qū)域鎖定到4Mb以內(nèi),然后研究者對463只葡萄牙水犬在這個(gè)區(qū)域的116個(gè)SNPs和體型大小進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,發(fā)現(xiàn)在胰島素樣生長因子1(Insulin-likeGrowthFactor1,IGF1)基因附近出現(xiàn)了峰值,而IGF1也是影響人和小鼠個(gè)體大小的重要候選基因。然而由于葡萄牙水犬品種內(nèi)個(gè)體在IGF1區(qū)域內(nèi)高度連鎖,確定具體的位點(diǎn)非常困難,因此研究者對來自于526只犬的116個(gè)SNPs進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析,其中有23種小型犬(<9kg),20種大型犬(>30kg)。

  在此,研究者發(fā)現(xiàn)在IGF1區(qū)域,雜合率降低,大型犬和小型犬出現(xiàn)了明顯的遺傳分化,而小型犬的平均雜合率只有大型犬的25%,因此進(jìn)一步確認(rèn)了此區(qū)域是大、小體型的犬分化的主要關(guān)聯(lián)區(qū)域,進(jìn)一步數(shù)據(jù)分析將區(qū)域鎖定到了20個(gè)SNP,最終確定了5號SNP(CFA15,44,228,468)是最佳候選對象,小型犬中的堿基是A,而大型犬中的堿基是G。進(jìn)一步對143種品種犬中等位基因A的頻率進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)A的頻率和品種的體型強(qiáng)烈負(fù)相關(guān),以此確定了5號SNP是家犬體型大小的因果突變。因此,IGF1基因上單個(gè)SNP的突變決定了犬的小體型。

  隨后一個(gè)很有開創(chuàng)性的工作是Jones等[9]率先使用各犬種的品種標(biāo)準(zhǔn)來定義表型與基因標(biāo)記關(guān)聯(lián)分析。因?yàn)楝F(xiàn)代犬種是由嚴(yán)格的品種標(biāo)準(zhǔn)所定義的,品種標(biāo)準(zhǔn)描述了某個(gè)品種中個(gè)體的理想體型特征。對于體型這樣的強(qiáng)選擇性狀的遺傳研究,品種標(biāo)準(zhǔn)可以用作個(gè)體遺傳決定表型的代表,由此開啟了在犬類形態(tài)學(xué)的遺傳研究中使用品種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析的方法,而不是對每只犬進(jìn)行個(gè)體測量,極大地簡化了相關(guān)工作。

  后來,隨著“CanMapproject”的開展,又相繼確認(rèn)了多個(gè)與體型大小相關(guān)的重要基因座。2012年,Hoopes等[4]專門針對平均體高在25cm以下的915只小型犬進(jìn)行研究,在3號染色體(CFA3)上鑒定了一個(gè)新的犬體型相關(guān)基因座——胰島素樣生長因子1受體(IGF1R)基因。2013年,Rimbault等[10]通過精細(xì)定位發(fā)現(xiàn)了對體型有顯著影響的另5個(gè)基因,分別是生長激素受體(GrowthHormoneReceptor,GHR)GHR1和GHR2基因、高遷移率族蛋白A2(HighMobilityGroupAT-hook2,HMGA2)、斯鈣素2(Stanniocalcin2,STC2)、SMAD家族成員2(SMADfamilymember2,SMAD2);此外,46%~52.5%犬種的體型差異可以通過包括IGF1和IGF1R在內(nèi)的6個(gè)候選基因上的7個(gè)基因座來解釋。在標(biāo)準(zhǔn)體重小于41kg的品種中,這6個(gè)基因的突變可解釋64.3%的犬體型變小的原因。2017年,Plassais等[11]

  使用Illumina公司CanineHD芯片(170000SNPs)對大型犬種與小型犬種進(jìn)行了一項(xiàng)全基因組關(guān)聯(lián)分析(Genome-WideAssociationStudies,GWAS),發(fā)現(xiàn)大體型犬的骨骼大小和體重與胰島素受體底物4(InsulinReceptorSubstrate,IRS4)、長鏈酯酰輔酶A合成酶家族成員4(Acyl-CoASynthetaseLong-chainfamilymember4,ACSL4)和免疫球蛋白超家族成員1(Immunoglobulinsuperfamilymember1,IGSF1)基因的變異密切相關(guān)。

  伴隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,體型大小相關(guān)基因的發(fā)現(xiàn)及研究結(jié)果不斷完善。隨著全基因組高密度SNP芯片技術(shù)的發(fā)展,SNP分型的規(guī)模越來越大,從60968發(fā)展到了170000。另外,研究手段和分析方法不斷豐富,包括精確定位(Fine-Mapping)、全基因組測序(WholeGenomeSequencing,WGS)及全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)等方法的綜合運(yùn)用。再者就是研究材料不斷豐富,從1個(gè)犬種(葡萄牙水犬,PWD)330頭犬到88個(gè)犬種855頭犬,甚至是148個(gè)犬種2801頭犬。

  2犬體型大小相關(guān)基因的研究

  目前,研究發(fā)現(xiàn)10個(gè)候選基因的變異決定了大多數(shù)犬體型的大小。前3個(gè)基因的遺傳變異決定了大體型犬的體高和體重。后7個(gè)基因大概可以解釋≤41kg的中小型犬的60%體型差異。

  2.1IGF1和IGF1R基因

  IGF1是介導(dǎo)生長激素作用的一種單鏈多肽,也被稱作促生長因子(即SomatomedinC),是胰島素樣生長因子家族(IGFs)的重要成員,主要產(chǎn)生于肝臟細(xì)胞,通過內(nèi)分泌、旁分泌或自分泌途徑作用于靶器官,主要與IGF1R結(jié)合從而刺激下游多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,將信號轉(zhuǎn)導(dǎo)至細(xì)胞核內(nèi),激活并釋放轉(zhuǎn)導(dǎo)因子,進(jìn)而對哺乳動(dòng)物的細(xì)胞增殖和分化及凋亡、機(jī)體的生長發(fā)育、組織修復(fù)、營養(yǎng)代謝等方面起著重要的調(diào)控作用[14]。

  IGF1和IGF1R都是動(dòng)物生長軸IGF1通路上的重要因子,具有顯著的促生長和分化作用,在胚胎發(fā)育和個(gè)體生長中起著重要作用,并且該通路與生長激素(GrowthHormone,GH)通路之間存在復(fù)雜的相互關(guān)系。許多研究都發(fā)現(xiàn)IGF1通路在控制犬體型大小方面起著重要作用。Sutter等[5]鑒別出IGF1是決定犬體型變小的關(guān)鍵基因,且具有IGF1基因變異的小體型犬的血清中IGF1激素水平也顯著低于大體型犬。

  后來,IGF1R基因也被證明是影響犬體型大小的重要基因[4]。當(dāng)IGF1和IGF1R基因突變時(shí),會(huì)抑制胰島素信號通路功能的發(fā)揮,從而影響個(gè)體大小。在小鼠和人上,都已證實(shí)IGF-1和IGF1R基因變異會(huì)導(dǎo)致生長發(fā)育遲緩及體型、重量的減小[15-17]。目前,畜禽IGF1的研究主要集中在IGF1基因的克隆、結(jié)構(gòu)與功能、多態(tài)性及其與動(dòng)物生產(chǎn)性能和經(jīng)濟(jì)性狀的關(guān)系等方面。

  2.2GHR1和GHR2基因

  生長激素(GH)是由腦垂體前葉分泌的一種蛋白激素,在動(dòng)物生長發(fā)育及代謝中有重要作用‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。GH首先是與靶細(xì)胞膜表面的GHR結(jié)合,啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo),促進(jìn)IGF1的表達(dá),再通過血液循環(huán)到達(dá)生物體局部組織,促進(jìn)細(xì)胞的新陳代謝過程[18]。GHR屬于細(xì)胞分裂素/血細(xì)胞生成素受體超家族(Cytokine/HematopoietinReceptorSuperfamily),是一種特異、高效的膜蛋白,其在細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)量對GH發(fā)揮作用有重要影響,從而影響生物體的生長發(fā)育,如性連鎖矮小雞的生長遲緩癥狀就是因?yàn)镚HR基因突變導(dǎo)致動(dòng)物組織中GHR數(shù)量顯著減少甚至缺乏所致[19-20]。

  GHR基因是第一個(gè)被證明與生長有關(guān)的基因。人類中,GHR基因突變導(dǎo)致的GHR結(jié)構(gòu)與功能異常都會(huì)抑制GH發(fā)揮正常生理作用,最終造成生長發(fā)育不良、遲緩和身材矮小、侏儒癥等[21]。在犬上,GHR1和GHR2基因的變異都會(huì)對犬體型大小造成影響[10]。有研究表明,豬體內(nèi)GHR的失活也會(huì)導(dǎo)致成年豬體重和體尺的減少[22]。

  2.3HMGA2基因

  HMGA2屬于高遷移率蛋白A家族中的一員,是一種非組蛋白染色體蛋白,本身缺乏轉(zhuǎn)錄活性,但能通過與染色質(zhì)結(jié)合而改變其結(jié)構(gòu),或者直接與相關(guān)蛋白結(jié)合發(fā)生作用,繼而調(diào)節(jié)其他基因的轉(zhuǎn)錄,從而影響胚胎形成、組織發(fā)育、生長調(diào)節(jié)及腫瘤發(fā)生等過程[23]。小鼠上,HMGA2的1個(gè)等位基因的失活會(huì)造成小鼠體重減少20%,2個(gè)等位基因都失活則會(huì)使小鼠體重減少60%[24-25]。相反,HMGA2過表達(dá)導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)巨人癥和脂肪瘤[26]。HMGA2蛋白在小鼠胚胎發(fā)育和細(xì)胞分化增殖中也發(fā)揮著重要作用,在胚胎期以及不成熟組織中大量表達(dá),而在分化成熟的組織中幾乎不表達(dá)[27]。

  在人類中,HMGA2基因的變異會(huì)導(dǎo)致個(gè)體身材矮小[28]。在豬上,HMGA2基因敲除豬出現(xiàn)侏儒癥表型,特征是出生體重過輕、生長遲緩及體重減少[29]。此外,HMGA2基因缺失影響了豬胎兒在母體子宮內(nèi)接受的資源,若是子宮內(nèi)同時(shí)存在正常與HMGA2-/+、HMGA2-/-等個(gè)體,則HMGA2-/-個(gè)體無法在懷孕期間存活,且HMGA2-/-與子宮絨毛接觸不良,顯示子宮跟胎盤間的連結(jié)較差;若子宮內(nèi)只存有HMGA2-/-,這些胎兒就能存活并正常發(fā)育[29]。另外,目前已知HMGA2基因表達(dá)水平會(huì)影響多種動(dòng)物的體型,包括犬[9-10,30]、兔[31]、馬[32]等多種動(dòng)物。最近的研究還表明,HMGA2基因變異能影響鳥喙的大小[33]。

  2.4STC2基因

  STC2屬于STC家族中的一員,是哺乳動(dòng)物器官及組織中廣泛表達(dá)的一種分泌性的糖蛋白激素,參與調(diào)節(jié)多種生理及病理過程[34-35]。STC2通過與妊娠相關(guān)血漿蛋白-A(PAPP-A)共價(jià)結(jié)合從而抑制PAPP-A的蛋白水解活性,進(jìn)而阻止胰島素樣生長因子蛋白4(IGFBP4)的裂解,由此抑制胰島素樣生長因子(IGFs)的活性而阻礙哺乳動(dòng)物的正常生長[36]。在小鼠上的研究表明STC2能有效調(diào)節(jié)小鼠出生后的生長。STC2基因過表達(dá)的小鼠在體型減小了45%[37],而STC2基因敲除小鼠比同窩出生的野生型小鼠要大15%[38]。在犬上,Rimbault等[10]研究發(fā)現(xiàn)STC2基因的變異會(huì)導(dǎo)致犬體型的變小。而關(guān)于人類身高的研究表明,STC2基因的2種不同變異會(huì)對人類身高產(chǎn)生影響[39]。

  2.5SMAD2基因

  SMADs是一類新的細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白家族,能夠轉(zhuǎn)導(dǎo)來自轉(zhuǎn)化生長因子β(TransformingGrowthFactor-β,TGF-β)的信號因子,其家族成員與轉(zhuǎn)化生長因子TGF-β共同調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、凋亡及間質(zhì)的合成,從而在生物體各器官組織的生長發(fā)育過程中起著極其重要的作用。在成人中,SMADs家族成員還負(fù)責(zé)組織修復(fù)和免疫調(diào)節(jié)。SMAD2基因是SMADs蛋白家族的成員之一,屬于受體激活型SMADs,是轉(zhuǎn)導(dǎo)TGF-β信號的重要胞漿內(nèi)信號級聯(lián)分子,根據(jù)轉(zhuǎn)化生長因子TGF-β超家族成員的信號,在細(xì)胞膜與細(xì)胞核之間來回移動(dòng),將TGF-β信號直接由細(xì)胞膜轉(zhuǎn)導(dǎo)入細(xì)胞核內(nèi),從而調(diào)節(jié)特定靶蛋白的轉(zhuǎn)錄[40]。SMAD2功能失活或表達(dá)過低可能影響TGF-β的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)并參與腫瘤的形成。

  2.6IRS4基因

  Plassais等[11]首次發(fā)現(xiàn)IRS4基因與犬的大體型密切相關(guān),但在人上并沒有發(fā)現(xiàn)身高與IRS4基因有任何相關(guān)性。IRS4屬于胰島素受體底物(TheInsulinReceptorSubstrate,IRS)分子家族最新成員,該基因編碼胰島素受體底物-4,于1997年由Lavan等[41]成功克隆,是胰島素胞漿內(nèi)信號傳導(dǎo)的關(guān)鍵分子之一[42],在下丘腦組織中高度表達(dá)[43]。IRS4分子是胰島素受體的直接作用底物,被磷酸化后,促發(fā)胰島素生理信號在胞漿內(nèi)的逐級傳遞過程,激活葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4(GLUT4)等下游效應(yīng)分子[44]。另外,它參與GH/IGF-1途徑并與多種生長因子受體(如IGF1R)相互作用,增強(qiáng)IGF1的表達(dá)從而刺激細(xì)胞的生長[45]。IRS4基因也受雌激素調(diào)節(jié)[46],這可以部分地解釋雌激素和身體脂肪分布之間建立的聯(lián)系[47]。

  Fantin等[43]建立了IRS4基因敲除小鼠模型(IRS4-/-),發(fā)現(xiàn)IRS4敲除小鼠在生長、繁殖和糖代謝方面均出現(xiàn)輕度缺陷,說明IRS4是參與機(jī)體生長與發(fā)育及糖代謝調(diào)節(jié)的信號分子。在人類研究中,IRS4基因多與Ⅱ型糖尿病、代謝紊亂、精神分裂癥、肥胖等疾病相聯(lián)系[48]。還有研究表明IRS4會(huì)耦合到瘦素受體上,而瘦素和胰島素都能夠通過作用于下丘腦神經(jīng)元調(diào)節(jié)生物體內(nèi)的能量消耗和葡萄糖穩(wěn)態(tài),從而參與控制食物攝入,長期控制肥胖,促性腺激素的分泌以及繁殖性能的調(diào)控[49]。在豬上,IRS4基因的多態(tài)性可能引起脂肪沉積表型變異[50]。

  2.7IGSF1基因

  IGSF1基因編碼質(zhì)膜糖蛋白,參與甲狀腺激素的生物合成,并參與甲狀腺激素途徑[51]。據(jù)報(bào)道,在人類中,IGSF1基因的突變與X連鎖的IGSF1缺乏綜合征有關(guān),IGSF1基因上的突變使其編碼蛋白無法移動(dòng)到細(xì)胞表面發(fā)揮正常功能,從而導(dǎo)致甲狀腺功能減退,因此也與人類肥胖有關(guān)[51]。在小鼠上的研究也表明,缺乏IGSF1的雄性小鼠顯示垂體和血清促甲狀腺激素(TSH)濃度降低,垂體促甲狀腺激素釋放激素(TRH)受體表達(dá)降低,體重增加[51]。在犬上,Plassais等[11]研究發(fā)現(xiàn)IGSF1與犬種的體高密切相關(guān),在大型犬種中鑒定出2種突變(單密碼子缺失和錯(cuò)義突變)都位于IGSF1蛋白的高度保守的免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域。有意思的是,IGSF1基因還與犬的頭型長短有關(guān)[12,52]。而在人上,患者身體上的某些缺陷包括面部的異常(如瞼裂狹小、小頭、唇腭裂等)和生殖器畸形都可能與IGSF1基因的短片段重復(fù)有關(guān)[53]。

  2.8ACSL4基因

  ACSLs是脂肪酸代謝中至關(guān)重要的酶,在哺乳動(dòng)物中已經(jīng)鑒定出5個(gè)該家族成員(ACSL1、3、4、5、6)。ACSL4定位于細(xì)胞內(nèi)膜,特異性結(jié)合長鏈多不飽和脂肪酸,參與脂肪酸的合成和分解代謝過程。研究表明,增加肝臟中ACSL4的表達(dá)可促進(jìn)脂肪酸的攝取[54]。Plassais等[11]發(fā)現(xiàn),ACSL4基因與大體型犬中發(fā)達(dá)的肌肉性狀高度相關(guān),但與矮胖的小體型犬健壯結(jié)實(shí)的肌肉性狀無關(guān),這表明在大體型犬中發(fā)現(xiàn)的ACSL4基因變異會(huì)大大增加犬的體型。在豬上,ACSL4控制豬肌肉和背部脂肪厚度,ACSL4的突變與背膘厚相關(guān)[55-56]。

  對犬體型相關(guān)的候選基因的QTL的遺傳變異研究表明,重要候選基因的組合中突變型等位基因越多,犬的體型就越小。然而,其中某些基因在犬體型減小上似乎比其他基因有更強(qiáng)的效果。有研究表明,IGF1R、GHR2和HMGA2被認(rèn)為具有更強(qiáng)的體型減小效應(yīng),具有較弱體型減小效應(yīng)的是IGF1、GHR1和STC2[57]。

  3結(jié)語與展望

  犬體型性狀是一個(gè)復(fù)雜性狀,受到多個(gè)基因的影響。目前,研究者已發(fā)現(xiàn)10個(gè)基因的遺傳變異對犬的體型大小有顯著影響,這些遺傳標(biāo)記的確定為犬體型大小的預(yù)測提供了可能,通過遺傳標(biāo)記預(yù)測犬體型大小將大大有利于犬的健康,例如根據(jù)體型制定相應(yīng)合理的飲食和運(yùn)動(dòng)計(jì)劃‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。此外,預(yù)測犬體型的大小將有助于選育具有合適體型及與體型相關(guān)性狀的理想個(gè)體。

  雖然上述遺傳標(biāo)記可以解釋大多數(shù)犬體型大小的變異,但是具體的影響機(jī)制尚未明確,仍需要進(jìn)一步探索。隨著上述候選基因在各種動(dòng)物中的遺傳變異與生長發(fā)育表型關(guān)系的深入挖掘和研究,這些分子標(biāo)記在動(dòng)物生長發(fā)育中的作用將越來越清晰,為理解和闡明人類及其他家養(yǎng)動(dòng)物在體型上的遺傳變異提供科學(xué)線索。另外,隨著檢測手段的升級、犬種及樣本量的擴(kuò)大,可能還會(huì)檢測到與犬體型大小相關(guān)的其他候選基因和相關(guān)分子標(biāo)記,并會(huì)在動(dòng)物體型大小的遺傳機(jī)制上有更多有價(jià)值的發(fā)現(xiàn)。

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