1、,利用高繁殖力主效基因FecB建立绵羊多羔核心群储明星国家肉羊产业技术体系遗传育种与繁殖研究室中国农业科学院北京畜牧兽医研究所2015年6月,家畜的产仔（羔）数是经济价值十分巨大的数量性状。世界著名动物遗传育种学家英国罗斯林研究所Chris S. Haley曾估计，如果每头母猪的产活仔数每胎提高1头，那么英国养猪业每年可获得7亿英镑的额外利润，整个欧洲联盟养猪业每年可获得20亿英镑的额外利润。,Gabina（1989）报道，将繁殖性状合并为一个选择指数，根据母绵羊各自的生产性能对母羊进行选择时，产羔数是其中最重要的一个，因为它对遗传进展的经济效益贡献为74%96%。羊产羔数是经济上最重要的繁殖
2、性状，无论将它视作数量性状还是作为阈性状来考虑，其都表现出较低的遗传力（约0.1），另外性别与年龄也制约着选择，加之世代间隔相对较长的客观限制，导致常规育种手段难以在短期内获得良好的遗传进展，但其非常适合用标记辅助选择等分子育种技术来改良。,标记辅助选择能通过影响选择的时间、强度和准确性而极大地提高这类低遗传力性状的选择功效，而找到与这些数量性状基因座相连锁的分子遗传标记是实现标记辅助选择的先决条件。要找到能用于绵羊产羔数性状标记辅助选择的分子标记，则需要解析绵羊高繁殖力的分子遗传基础和形成原因。,目前，已在绵羊中鉴定出3个影响产羔数的主效基因，共计11个突变，分别是BMPR-IB基因FecB
3、突变，BMP15基因FecXI、FecXH、FecXG(B2)、FecXB(B4)、FecXL和FecXR突变，GDF9基因G1、FecGH(G8)、FecGE和FecTT突变，这些主效基因的存在可增加排卵数0.83.0枚，提高产羔数0.61.7只。,这里主要介绍绵羊高繁殖力主效基因BMPR-IB（FecB）的研究进展以及利用FecB突变建立绵羊多羔核心群的情况，旨在为国内绵羊的改良和多羔新品种选育提供科学依据，以促进我国养羊业又好又快发展，实现“减畜不减肉、减畜不减收”。这对于保护生态环境、调节畜产品供应结构、促进农牧民增收具有十分重要的意义。,1、绵羊高繁殖力主效基因FecB,Booroo
4、la绵羊BMPR-IB基因高度保守的胞内激酶信号区域发生了A746G突变，该突变导致所编码的249位氨基酸由谷氨酰胺（Q）变成了精氨酸（R），被命名为FecB。高繁殖力FecB基因被定位到绵羊6号染色体上对应于人染色体4q2223的区间，骨形态发生蛋白受体IB（bone morphogenetic protein receptor IB，BMPR-IB）基因位于该区间（Mulsant等，2001）。,1.1 基因结构 绵羊BMPR-IB基因位于6q2331，包含10个外显子，编码区长1509 bp，编码503个氨基酸。1.2 基因表达 在绵羊体内，BMPR-IB基因主要在生殖器官表达，原位杂交
5、研究发现该基因在卵母细胞和颗粒细胞中特异表达（Wilson等，2001）。,1.3 FecB基因 FecB是在布鲁拉美利奴（Booroola Merino）绵羊中发现的能增加排卵数和产羔数的一个常染色体突变（A746G）基因（Davis等，1982；Piper等，1982），是在绵羊中识别出的第一个高繁殖力主效基因，该基因已被绵羊和山羊遗传命名委员会定名为FecB（即Fec=fecundity，B=Booroola）。,根据母羊排卵数可以确定母羊是否携带该主效基因：至少有一次排卵数大于或等于4枚的母羊为2个FecB拷贝的携带者（FecB FecB，用BB表示），至少有一次排卵为2或3枚的为1个
6、FecB拷贝的携带者（FecB Fec+，用B+表示），每次排卵都只有1枚的为非携带者（Fec+ Fec+，用+表示）（Davis等，1982）。,1.4 BMPR-IB基因与绵羊繁殖力的关系FecB基因效应对排卵数是加性的，对产羔数是部分显性的。1个FecB拷贝增加排卵数1.31.6枚，2个FecB拷贝增加2.73.0枚；携带1个FecB拷贝的母羊产羔数增加0.91.2只，携带2个FecB拷贝的母羊产羔数增加1.11.7只（Davis等，1982；Piper等，1982；Bindon，1984；Piper等，1985；Montgomery等，1992）。,Booroola母羊（n=280）平
7、均排卵数为4.65，而对照美利奴羊（n=69）平均排卵数则为1.62；Booroola母羊（n=522）平均产羔数为2.29（范围17），而对照美利奴羊（n=835）则为1.22（范围12）（Davis等，1982；Piper等，1982）。 姚玉昌等（2006）研究发现，东北半细毛羊、夏洛莱以及小尾寒羊杂种绵羊BMPR-IB基因BB型群体的排卵数明显高于B+型、+型群体的排卵数（P0.01）， BMPR-IB基因BB型和B+型群体,所对应的黄体直径小于+型群体所对应黄体直径（P0.05）；不同基因型群体移入冷冻胚胎后表现出不同的移植后妊娠率，B+型群体移植后妊娠率为45.71%，高于+型群体
8、7%，BB型群体则高于B+群体10%，达到了66.67%，突变型纯合子的冷冻胚胎妊娠率接近了鲜胚移植的妊娠率。说明BMPR-IB基因突变很有可能从增加卵巢排卵数和提高胚胎着床及妊娠建立效率两个方面同时影响绵羊高繁殖力性状。,1.5 FecB突变影响繁殖力的机理 FecB突变影响与BMPR-IB识别的配体GDF5和BMP4对类固醇生成作用的反应，结果使得携带FecB基因的母羊颗粒细胞加快分化，卵泡成熟速度加快，排卵数增加。 体外培养发现，BB型母羊的卵巢颗粒细胞对其配体GDF5和BMP4的敏感下降，从而消弱了BMPR-IB对颗粒细胞生成的抑制作用，使得颗粒细胞可以进一步分化，排卵卵泡进一步成熟（
9、Mulsant等, 2001）。,1.6 FecB突变在绵羊群体中的分布迄今，已发现FecB突变存在于Booroola Merino(澳大利亚)(Mulsant等，2001；Souza等，2001；Wilson et al., 2001)、Garole(印度)(Davis等，2002；Polley等，2009b)、Javanese(印度尼西亚)(Davis等，2002)、小尾寒羊(中国)(柳淑芳等，2003；Chu等，2007a；李达等，2012)、湖羊(中国)(王根林等，2003；Guan等，2006；李达等，2012)、多浪(中国)（陈晓军等，2004；史洪才等，2006)、策勒(中国)(
10、朱二勇，2006)、东北半细毛羊(中国)(姚玉昌等，2006)、,夏洛莱(绥化市种畜场)(姚玉昌等，2006)、Kendrapada(印度)(Kumar等，2008)、滩羊(中国)(额尔和花等，2009；孙红霞等，2009)、Santa Ins(巴西)(Holanda等，2009)、Bonpala(印度)(Roy et al., 2011)、洼地(中国)(任艳玲等，2011；李达等，2012)、阿勒泰(中国)(李达等，2012)、巴音布鲁克(中国)(Zuo et al., 2013) 16个绵羊品种。,可以对小尾寒羊、洼地绵羊和湖羊进行FecB突变检测，将纯合BB型母羊和BB型公羊集中在一起，
11、这样扩繁产生的后代全部是BB型小尾寒羊、洼地绵羊和湖羊，以此建立小尾寒羊、洼地绵羊和湖羊超高繁殖力核心群，为培育超高繁殖力绵羊新品种奠定坚实的物质基础；,1.7 FecB突变的应用,对以国外肉用绵羊品种（杜泊、德国肉用美利奴、多赛特、萨福克、特克塞尔等）为父本，以多羔并四季发情的小尾寒羊、洼地绵羊和湖羊为母本杂交产生的杂种母羊和杂种公羊进行FecB突变检测，利用含有高繁殖力FecB突变的杂种母羊和杂种公羊建立肉用多羔绵羊核心群，为培育我国自己的肉用绵羊新品种奠定坚实的物质基础。,据不完全统计，国内目前利用FecB突变选育多胎（多羔）绵羊新品系（种）的单位主要有：（1）新疆农垦科学院 刘守仁院士
12、课题组（2）内蒙古自治区农牧业科学院 荣威恒研究员课题组（3）河北农业大学 张英杰教授课题组（4）山东省农业科学院 王金文研究员课题组（5）吉林省农业科学院 金海国教授课题组（6）甘肃农业大学 李发弟教授课题组,（7）中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所 杨博辉研究员课题组（8）青岛农业大学 柳楠教授课题组 （9）山东省滨州畜牧兽医研究院 沈志强研究员课题组（10）山东农业大学 王建民教授课题组（11）北京市畜牧兽医总站 云鹏研究员课题组（12）张家口市东方富民种畜繁育中心 苏绍媛董事长,2.1 建立了FecB突变PCR-RFLP和PCR-SSCP检测方法 根据国内外文献，本研究团队建立了绵羊多
13、羔主效基因FecB的PCR-RFLP和PCR-SSCP检测方法，检测结果表明两种检测方法均能准确判型，稳定可靠性好，而且两种方法的检测结果完全一致。据此起草了农业行业标准绵羊多羔主效基因FecB分子检测技术规程（NY/T 1672-2008），本标准由农业部2008年8月28日发布，于2008年10月1日实施（农业部公告1082号），本标准起草人：储明星、叶素成、方丽、刘忠慧、彭志兰、张跟喜、贾立华、孙洁、冯涛。,2、绵羊多羔主效基因FecB分子检测方法的建立与应用,2.2 检测了多个绵羊群体FecB突变,对小尾寒羊、洼地绵羊、湖羊、滩羊、中国美利奴、东弗里生、杜泊、黑萨福克、白萨福克、特克塞
14、尔、多赛特、考力代、德国肉用美利奴、南非肉用美利奴以及杂种羊共8417只绵羊FecB突变进行了检测。结果（表1）表明小尾寒羊、洼地绵羊、湖羊和滩羊携带FecB突变，中国美利奴、东弗里生、杜泊、黑萨福克、白萨福克、特克塞尔、多赛特、考力代、德国肉用美利奴、南非肉用美利奴绵羊都不携带该突变。,表115个绵羊群体BMPR-IB基因的等位基因和基因型频率,续-表113个绵羊群体BMPR-IB基因的等位基因和基因型频率,注：括号内的数字是基因型的个体数。,2.3 建立了小尾寒羊多羔核心群,根据FecB突变检测结果建立了小尾寒羊多羔核心群（BB基因型母羊有1400只，BB和B+型公羊分别有33只和80只）
15、。对其中具有第1-3胎产羔数记录的小尾寒羊400只母羊的产羔数进行了统计分析，不同BMPR-IB基因型小尾寒羊产羔数的最小二乘均值及标准误见表2。,表2不同BMPR-IB基因型小尾寒羊产羔数的最小二乘均值及标准误,具有不同大写字母肩标的平均值间差异极显著(P0.01)。,由表2可知，BB基因型小尾寒羊平均产羔数比B+基因型多0.54只（P0.01），比+基因型多1.27只（P0.01）；B+基因型小尾寒羊平均产羔数比+基因型多0.73只（P0.01）。结果表明B等位基因与小尾寒羊高产羔数呈显著正相关。,2.4 建立了肉用多羔绵羊核心群,已对以国外肉用绵羊品种（杜泊、多赛特、萨福克、特克塞尔等）
16、为父本，以多羔并四季发情的小尾寒羊为母本杂交产生的F1代杂种母羊和F1代杂种公羊、F1代杂种母羊和F1代杂种公羊横交产生的F2代杂种母羊和F2代杂种公羊、F1代杂种母羊与国外肉用绵羊公羊回交或F1代杂种公羊与小尾寒羊母羊回交产生的B1代杂种母羊和B1代杂种公羊进行了FecB突变检测，共检测了2500只杂种母羊和156只杂种公羊。,根据FecB突变检测结果建立了肉用多羔绵羊核心群（BB基因型公母羊分别有26只和225只，B+基因型公母羊分别有91只和1650只）。对其中具有第1-3胎产羔数记录的310只杂种母羊的产羔数进行了统计分析，不同BMPR-IB基因型杂种母羊产羔数的最小二乘均值及标准误见
17、表3。,表3不同BMPR-IB基因型杂种母羊产羔数的最小二乘均值及标准误,具有不同大写字母肩标的平均值间差异极显著(P0.01)。,由表3可知，BB基因型杂种母羊平均产羔数比B+基因型多0.63只（P0.01），比+基因型多1.17只（P0.01）；B+基因型杂种母羊平均产羔数比+基因型多0.54只（P0.01）。结果表明B等位基因与杂种母羊高产羔数呈显著正相关。,2.5 小尾寒羊多羔核心群分析,20072012年，本研究团队检测了北京、河北、山东、宁夏、新疆等地小尾寒羊FecB突变，选择BB型和B+型公母羊组建了小尾寒羊高繁殖力核心群。统计结果表明核心群中B等位基因频率有所提高，核心群中母羊产羔数也显著提高（表4和表5）。说明在生产实践中利用FecB突变选育多羔品系是可行的。,表4 不同小尾寒羊群体BMPR-IB基因型频率和等位基因频率,注：括号内的数字是基因型的个体数。,表5 不同小尾寒羊群体BMPR-IB基因型产羔数的最小二乘平均值及标准误,具有不同大写字母肩标的平均值间差异极显著(P0.01)。,联 系 方 式,储明星中国农业科学院北京畜牧兽医研究所（北京市海淀区圆明园西路2号，邮码100193）电话：010-62819850 手机：13681285159传真：010-62895351 E-mail: ,
