王大会，黄殷琦，安清明，宋兴亚，雷初朝，陈 宏，黄永震

（1.铜仁学院农林工程与规划学院，贵州 铜仁 554300；2.西北农林科技大学动物科技学院，陕西 杨凌 712100）

生长是指个体由小到大，体重逐渐增加的现象；发育是指分化出不同的组织器官，从而产生不同的结构与功能，二者紧密相关。随着现代畜牧业的高速发展，动物的市场经济效益十分可观，而动物的生长发育又直接关系到其经济利用程度。本文通过对与牛、羊、猪等三类家畜生长发育性状有关的基因研究进展进行综述，并对其未来的研究和应用进行展望，为了解调节家畜生长发育的相关基因、提高家畜优势育种水平提供参考。

1 牛生长发育性状相关的基因

1.1 生长激素（GH）基因

生长激素（GH）是由脑垂体中生长激素细胞合成并释放的一种肽类激素，可促进脊椎动物骨骼的生长与分化，对糖类、脂肪、蛋白质也有着重要的调节作用。GH基因在调节牛的生长发育方面有着重要意义。张艳丽等［1］利用分子生物学技术，检测了旱胜牛GH基因的多态性位点，结果显示GH基因第2 外显子和第5 外显子均存在多态性，且不同基因型与各个生长阶段体重、体尺及肉用指数具有显著相关性（P＜0.05），早期选种时以 BB 型和 CD 型最高。在此之前，也有诸如此类的论证。胡怡菲等［2］利用PCR-RFLP 方法检测了秦川牛GH基因第5 外显子的遗传多态性，探究2 个位点（GH-P1、GH-P2）不同基因型与体尺性状的相关性，结果表明，杂合基因型个体（ABCD）的体尺性状均显著高于其他基因型组合（P＜0.05），体斜长、胸深、腰角宽、尻长和尻高等指标均有相应的增加。高雪等［3］也对3 个品种219 头牛进行多态性检测，初步确定GH基因第5 外显子上GH-P3 和 3′非翻译区 GH-P4 位点的组合 ABBB 基因型为肉牛生长发育最佳组合基因型，其在体尺数据方面也均显著高于其他组合（P＜0.05）。由此可见，GH基因的多态性位点与牛生长发育性状有着紧密的联系，通过对牛GH基因的选择调控，会带来重要的经济效益。

1.2 垂体特异性转录因子1（POU1F1）基因

POU 家族是具有高度保守的DNA 结合结构域的一类反转录因子，POU1F1是其重要的家族成员，能够调控GH、TSH等基因的表达，从而间接影响动物的生长发育，在哺乳动物胚胎生长分化过程中也起到重要作用。

20 世纪末，Woollard 等［4］首次发现牛POU1F1基因第6 外显子HinfⅠ酶切位点多态性。1997 年，Renaville 等［5］以意大利荷斯坦公牛为研究对象，发现POU1F1基因B 等位基因对产乳量等经济性状有较好的影响。2005 年，刘波等［6］对秦川牛的POU1F1基因的第6 外显子进行检测，分析不同基因型与体重、体尺性状之间的相关性，结果表明AB、BB 型个体在胸围、十字部高等指标显著高于AA 型（P＜0.05）。刘磊等［7］运用 PCR-RFLP 技术，对新疆褐牛POU1F1基因第6 外显子HinfⅠ酶切位点多态性进行分析，发现该基因与新疆褐牛早期性状有一定相关性，B 等位基因为优势基因，在断奶重、平均日增重、3～6 月龄体尺指标等方面都显著优于A 等位基因（P＜0.05）。综上所述，为得到更优秀的个体，POU1F1可作为候选基因进行品种选育。

1.3 肌肉生长抑制因子（MSTN）

肌肉生长抑制因子是TGF-β 超家族的成员之一，MSTN基因主要起到调控胚胎发育、维持组织稳态的作用，且其是骨骼肌生长的负调控因子。

所谓双肌性状，是由于MSTN基因的突变或缺失使蛋白质活性降低或丧失造成。比利时兰牛的MSTN基因第3外显子上丢失了11 bp片段；而意大利皮埃蒙特牛是因为MSTN基因第3外显子上一处的G突变为A［8，9］，二者均有双肌现象。Gill等［10］通过探究安格斯父本肉牛MSTN基因上片段的缺失与经济形状相关性，发现MSTN基因的突变与胴体重、臀部肉重等生长指标呈显著相关（P＜0.05）。由此看出，MSTN基因也是影响生长发育性状及肉质性状的重要因素。

1.4 生肌调节因子家族基因（MRFs）

生肌调节因子家族基因（MRFs）包含4 种不同的肌肉特异性基因，分别定位于肉牛不同的染色体上。研究发现，MRFs具有促进肌肉纤维形成的潜在功能，对调控动物骨骼肌细胞的生长和分化起到关键作用［11］。

Myf-5是生肌调节5 号因子，在肌肉的生长发育过程中，Myf-5基因的表达量对肌纤维形成的数量和大小有一定的影响。Robakowska-hyzorek 等［12］以杂交牛为试验对象，研究发现了牛背部的瘦肉重和脂肪重与Myf-5在背最长肌中的表达量有一定关系。MyoD是MRFs的重要成员之一，与生长发育形状紧密相关。田璐等［13］检测了MyoD基因的多态性位点，并发现其基因的表达与牛胴体重、净肉重等肉质生长发育相关性状有显著性关系。

1.5 脂肪型脂肪酸结合蛋白基因（Adipocyte fatty acid binding-protein gene，A-FABP）

脂肪型脂肪酸结合蛋白基因是脂肪酸结合蛋白家族（FABPs）的重要成员之一，在牛上定位于14 号染色体上，对应的mRNA 长度为625 bp。该基因主要在动物脂肪细胞中表达，参与调控甘油三酯的形成和脂肪的分解。刘艳妍等［14］对A-FABP基因区段进行多态性检测，并以秦川牛为试验动物测定分析其基因型，结果表明A-FABP与许多生长发育相关性状（如屠宰率、肌内脂肪含量等）都具有显著性关系。因此初步推测A-FABP是牛生长发育的主效基因或候选基因。

2 羊生长发育性状相关的基因

2.1 绵羊多胎基因（FecB）

多胎性状是肉用绵羊不断追求和改进的重要性状之一，FecB基因是有关绵羊的多胎性状中最早被研究的基因。

1980 年，Davis 发现并提出在布鲁拉系美利奴羊中存在FecB基因。Mishra 等［15］用存在FecB基因的2 个品种的牛进行杂交，发现F1 中有较多个体存在B+基因型的FecB基因，其中至少50%可以繁殖出具有多胎性状的羔羊，且携带B+基因型的个体其断奶重较++基因型个体高出20.9%。崔绪奎等［16］利用杜泊羊和小尾寒羊进行杂交，发现B+基因型母羔体重、体尺指标都极显著高于++基因型母羔（P＜0.01）。柳楠等［17］利用小尾寒羊和两种羊进行杂交，在杂交品种中均检测到BMPR-IB的突变，多态性效果显著，推测FecB基因可作为培育肉用绵羊的有效候选基因。综上所述，FecB基因对羊生长发育有一定的影响。

2.2 绵羊双肌臀基因（CLPG）

CLPG基因被发现于美国的Moffat 羊群中的1只陶赛特公绵羊，是影响绵羊生长性状的主要基因。CLPG基因定位于绵羊的18 常染色体上，是由于其上的一处碱基突变而产生。以独特的“父本极性超显性”传递给后代，即父本获得该基因的杂合子后，后代表现出双肌臀性状。其遗传效应涉及肉用绵羊、毛用绵羊等多个品种［18］。CLPG基因可使羊的某些部位，尤其是腰部和腿部的肌肉过度发育而显著增大［19］，使肌肉含量增高而脂肪含量降低，从而提高肉用绵羊的瘦肉率［20］。由于CLPG基因可能会导致肌肉过度发育，则其肌内脂肪减少，使肌肉嫩度降低而变得坚硬，从而影响肉质的口感［21，22］。

2.3 心脏型脂肪酸结合蛋白基因（Heart fatty acid binding protein，H-FABP）

作为脂肪酸结合蛋白家族的重要成员，HFABP 富含于心脏中，是一种可参与转运和代谢脂肪酸的功能胞浆蛋白。目前，多种家畜的H-FABP基因已被克隆和定位，并将其和肌内脂肪含量（IMF）进行关联分析。在哺乳动物中，H-FABP已被证明可作为 IMF 影响的候选基因［23］。

近年来，H-FABP与羊肌肉脂肪含量的研究甚多，Huang 等［24］对公哈萨克羊研究发现，H-FABP与IMF 极显著相关（P＜0.01）；郝称莉等［25］研究发现，湖羊在 0～3 月龄，其体内H-FABP与 IMF 呈强正相关（P＜0.01）。由此可见，H-FABP对羊体内脂肪含量具有正向调控作用，从而影响肉用羊的生长发育。

2.4 脂蛋白脂酶基因（Lipoprotein lipase，LPL）

脂蛋白脂酶是一种由多种细胞合成和分泌的糖蛋白，定位于羊的8 号染色体上。LPL基因通过催化甘油三脂的分解供组织氧化分解供能，以此参与动物脂肪的沉积，影响脂肪代谢。乔永等［26］试验发现，哈萨克羊中LPL基因的表达量与羊的日龄呈负相关。姚焰础［27］发现，在体重较小的羊体内，LPL基因的表达量也较小；而随着后续不断的生长发育，LPL基因的表达也有明显提高（P＜0.05）。因此，可推测，LPL基因的表达量对动物体内脂肪代谢的强度有一定影响。

3 猪生长发育性状相关基因

3.1 胰岛素生长因子2 基因（IGF-Ⅱ）

胰岛素生长因子（IGFs）是多功能细胞生殖调控因子，目前已发现两种低分子多肽IGF -I 和IGF-Ⅱ。单链弱碱性蛋白IGF-Ⅱ含有67 个氨基酸，分子质量为7 471 Da。

IGF-Ⅱ是促进细胞、胚胎、组织生长分化的关键因素，其对猪的生长发育也有着重要的影响。张冰［28］利用 PCR-SSCP 技术对 223 头陆川猪和 81 头大白猪进行SNP 检测并加以分析，发现IGF-Ⅱ基因外显子2 座位的基因型效应对陆川猪和陆川猪的初生重和平均日增重均有显著影响（P＜0.05）。闫德超［29］研究发现IGF-Ⅱ基因第三内含子上的多态性位点与初生重、背膘厚、达100 kg 体重日龄等生长发育性状显著相关（P＜0.05）。由此可见，IGF-Ⅱ可作为影响猪生长发育的主基因的候选基因。

3.2 瘦素及其受体基因（Leptin）

瘦素（Leptin）是一种脂肪细胞分泌因子，参与调控猪的脂肪沉积与代谢过程，定位于猪的6 号染色体上。龙火生［30］研究结果表明，Leptin基因在瘦肉型猪的脂肪组织中的表达量低于脂肪型猪，其在瘦肉型猪的血清中的表达量也较脂肪型猪低。Rammay［31］用Leptin对猪的脂肪细胞进行处理，结果表明，经处理后脂肪细胞脂解程度升高而脂肪酸合成下降。Leptin还被发现可能对骨骼肌细胞有调控作用［32］。因此Leptin基因被认为对动物肉质生长发育有一定影响，并逐渐成为研究的热点。

3.3 脂肪酸合成酶基因（Fatty acid synthase，FASN）

脂肪酸合成酶是一种多酶复合体，具有在细胞质中催化脂肪酸合成的功能。FASN主要是通过调控脂肪的生成进而调控动物肉质的生长发育。Grzes 等［33］选用 4 个商用品种的猪进行多态性检测，并与其猪肉脂肪酸组成进行分析。结果表明，FASN基因是与猪脂肪沉积相关的候选基因。Choi 等［34］对200 头杜洛克猪进行屠宰和分析，探讨其肉质性状与FASN基因多态性的关系。FASN基因经酶切分型后可得 CC、CA 和 AA 型，其中 AA 型促进了肉质大理石花纹、不饱和脂肪酸含量等指标的提高。因此FASN基因也被看作是在动物生长发育过程中参与调控肉质脂肪和脂肪酸组成的重要候选基因。

3.4 肥胖相关基因（Fat mass and obesity associated gene，FTO）

肥胖相关基因是一种调节脂肪细胞沉积进而调控肌内脂肪（IMF）沉积的基因，定位于猪的6 号染色体上。FTO通过参与猪脂肪细胞的增殖分化来影响脂肪的形成。Chen 等［35］通过干扰FTO基因，抑制其表达，发现猪肌内前体脂肪细胞的增殖受到了抑制，表明FTO基因可正向调控猪脂肪细胞的增殖分化。Fu 等［36］发现FTO基因在背肌中的表达量显著高于其他组织。Zhang 等［37］发现FTO基因的表达与猪的多个肉质性状呈显著相关。因此，FTO基因参与猪生长发育及其肌肉、脂肪的形成，其或可成为改善猪肉质的潜在候选基因。

4 发展与问题

目前，动物的生长发育已逐渐成为畜牧业研究的热点，动物体内一些基因的多态性位点的研究已有很多论述，对家养动物的培育和选育有着强有力的理论支持，将其应用于动物的生长发育和生产等方面，会增加动物的市场经济效益。这些基因中的一些基因被应用在医疗等方面，如IGF-Ⅰ可用于治疗侏儒症患者；MC4R可用于治疗肥胖症等，为治疗疾病提供了新的方法。

研究影响动物生长发育的基因，不仅会提高动物的经济效益，还会使人类获得更好的生活质量。但是在研究过程中也存在一些问题，如双肌效应虽然会增大肌肉含量，但也会提高流产的概率；对POU1F1基因的调节机理尚不十分清楚，还需要更进一步研究其内在的分子机制。

综上所述，与家畜生长发育相关的基因仍在不断研究中，改进或解决上述类似的问题将会促使人类在动物遗传育种领域取得更多的进步。