牛AQP7与LHβ基因的单核苷酸多态性与精液品质的相关分析

冷冻精液技术和人工授精的发展、完善和普及,使得一头种公牛通过人工授精可以承担几千乃至几万头母牛的配种任务。牛群体的生产水平在很大程度上取决于种公牛的遗传水平,因而优秀种公牛的选择在牛群质量整体提高上占有十分重要的地位。但我们现在很少从遗传水平上涉及如何提高种公牛的精液品质,不能解决生产劣质精液的根本问题。因此研究与精子发生的相关基因,从分子遗传水平上认识到精液品质的优劣对优秀种公牛的培育有着重要意义。随着分子生物学的迅猛发展和高密度的基因图谱的建立,特别是将候选基因法应用在动物育种中,可以使人们在DNA水平上研究影响精液品质的候选基因,并将分子标记与多基因效应合并使用进行标记辅助选择,以期建立肉用种公牛精液基因诊断平台,并应用于早期选种和育种。 AQP7表达于精子细胞及附睾和睾丸内的精子质膜上,Saito K等研究发现:AQP7在人精子中的表达对精液品质的优劣产生极大的影响;促黄体激素能促进雄性动物睾丸间质细胞合成并分泌雄激素以及分泌一些生长因子,并促进副性腺的发育和精子的成熟,对副性腺的发育和精子最后形成起决定作用。因此本研究旨将对繁殖性状有重要影响的LHβ基因和AQP7基因做为提高种公牛精液产量与品质的候选基因,利用PCR-SSCP的方法检测西门塔尔和夏洛来种公牛LHβ基因和AQP7基因的遗传多态性,并将多态位点与精液品质进行相关统计分析。研究结果表明: 利用PCR-SSCP方法对45头西门塔尔和夏洛来牛AQP7基因的Exon1、2、3、4、5、7、8和Intron6序列进行了多态性分析,结果显示在Exon2中存在第1429处A→G的突变,导致编码氨基酸(天冬酰胺→丝胺酸)的改变;在Exon3中存在第6348处G→C突变,导致编码氨基酸(精氨酸→苏氨酸)的改变;在Exon4中存在第13746处G→A突变,导致编码氨基酸(甘氨酸→精氨酸)的改变;在Intron6中存在第14639处A碱基的缺失。最小二乘均值分析结果显示: Exon2对冻精活精子比率存在显著的影响,对冻精顶体完整率存在极显著的影响; Exon3对冻精顶体完整率和冻精活力存在显著的影响,对冻精活精子比率存在极显著的影响;Exon4对已测量的10个精液品质的不同基因型差异不显著;Intron6对冻精活精子比率存在显著的影响。AQP7基因的Exon2、Exon3、Exon4和Intron6存在两种基因型,分别为: CC和CD型、EE和EF型、GG和GH型、OO和OP型。基因型频率和基因频率计算表明:基因型以纯合型为主,且纯合型是优势基因型。 对LHβ基因的5′UTR和Exon1、2、3序列进行了多态性分析,结果显示在所有检测西门塔尔和夏洛来牛的Exon2中存在第1211处G→A的突变,但没有引起氨基酸的改变,为同义突变。最小二乘均值分析结果显示: Exon2对冻精畸形率和射精量存在显著的影响,其它精液品质的不同基因型差异不显著。LHβ基因的Exon2存在三种基因型:AA型、BB型和AB型。基因型频率和基因频率计算表明:基因型以杂合型AB型为主,且AB型是优势基因型。 综上所述:AQP7基因的纯合型和LHβ基因AB型的精液耐冻性能最好,精液质量高,并且其基因型频率最高,有利于西门塔尔和夏洛来种公牛优质精液的获取,是我们期望得到的优势基因型。这与人工长期选育的结果是分不开的。另外,由于种公牛样本量有限,统计结果的客观真实性有待扩大群体进一步验证,从而运用于种公牛早期的选种和育种,为社会创造巨大的经济效益。