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昆明犬DRD4基因多态性与兴奋性警用性能的关联性分析

2022-06-30程鲁光

中国工作犬业 2022年6期
关键词:兴奋性警用外显子

李 静 陈 超 岳 锐 程鲁光

警犬的训练和使用,都是依靠各种刺激所引起的犬的神经系统反射活动。正确使用各种刺激调动犬的兴奋性这一性格行为特征,能使犬对所训练的科目快速地形成条件反射,并能保持正确的训练要求姿势,还能使条件反射及时得以巩固,从而达到训练科目动作的规范化。警犬的兴奋性性格特征的高低,直接关系到警犬使用的成败,也直接关系到对警犬警务工作训练使用能力的培养、巩固与提高。掌握和运用警犬兴奋性的性格特点,在合理的刺激下,能使犬养成良好的生活习性和高度的服从性,有利于最大限度地发挥警犬的警用品质,实现警犬在公安工作中不可替代的作用。

警犬的警用性状和特征,都是在遗传和环境影响下个体发育的结果。昆明犬具有兴奋性高、猎取欲强、机警灵活、易于训练、适应性强、忠于主人等警用性能特征。能有效地完成追踪、鉴别、搜毒、搜爆、巡逻、警戒、搜捕等工作任务。因此,探究警犬兴奋性这一警用性能特征背后的遗传机制,了解昆明犬——唯一国产警用工作犬种兴奋性行为背后的遗传因素至关重要。

人类多巴胺遗传变异传递系统是人类精神病学研究的主要目标,研究包括多巴胺D4受体、多巴胺转运体等。其中多巴胺D4受体(DRD4)基因是研究的热点,其在大脑边缘表达非常丰富,此部分负责情绪和认知功能。人类DRD4基因的第3外显子包含16个氨基酸的2~10个串联重复序列循环。Benjamin和Ebstein等人报告DRD4多巴胺受体的串联重复序列多态性与人的追求新奇的个性的人格特征密切相关。犬DRD4基因的第3外显子共存在8种等位基因,是由第3外显子的一个12bp和39bp单位的重复数量和先后顺序的变化产生的,且在几个重复单位中存在单核苷酸多态性(SNP)。本文将阐述昆明犬DRD4基因多态性与兴奋性警用行为的遗传的关联性,探究警犬兴奋性警用性能这一性格行为特征背后的遗传机制。

一、材料与方法

1.试验动物与仪器试剂

从某警犬基地挑选成年健康、饲养条件相近的昆明犬213头,采集血样,于-20℃条件下保存。主要仪器使用测序仪,离心机,PCR仪,电泳仪,电泳槽,离心机。主要试剂有琼脂糖,DNA凝胶回收试剂盒,Marker等。

2.基因组DNA提取

按照动物血液基因组DNA提取试剂盒要求进行提取,并进行琼脂糖凝胶电泳检测。

3. PCR扩增

通过PCR扩增DRD4基因的第3外显子,进行多态性区域琼脂糖凝胶电泳检测检测。引物序列和PCR反应体系参照Hejjas等人的研究中报道。PCR产物用琼脂糖凝胶电泳检测。

4. 测序与统计分析

将基因多态位置附近基因片段PCR产物分别测序,用DNASTAR软件对测序结果分析,从测序仪上拷贝出数据。采用SigmaStat 软件进行各基因型分布的独立性卡方检验,分析各基因型频率显著性差异。

5.兴奋性警用行为测量

按照《警犬繁育规则》中对警犬占有欲、衔取欲中关于兴奋性的规则进行测量,分为兴奋组和对照组。兴奋组为兴奋性警用行为平均得分在70分及以上的警犬,对照组为得分在60分及以下的警犬(见表1)。

表1 兴奋组和对照组警犬基本情况

6. 警犬基因型及相关分析

采用SPSS17.0程序对DRD4基因多态性与兴奋性进行关联分析。

二、结果

根据昆明犬DRD4基因测序结果与美国国家生物技术信息中心(NCBI)上公布的家犬的模板序列进行比对分析,共发现在该基因第3外显子上存在两个等位基因(315-bp和327-bp变异),根据前人研究结果分别称为等位基因2型和3A型。所有等位基因均达到哈迪-温伯格平衡状态。

表2 兴奋组和对照组警犬的基因型和等位基因及频率

图1 昆明犬三种基因型兴奋性警用行为评分

昆明犬兴奋组和测试组DRD4基因存在的2/3A、3A/3A两种基因型与兴奋性警用行为的关联均不显著(P>0.05),但是兴奋组2/2型基因型的昆明犬对物品的兴奋性显著高于2/2型对照组的得分(P<0.05)。

三、 讨论

在本研究中,共检测了213头昆明犬的DRD4基因第3号外显子的串联重复的多态性,共检测得2/2、2/3A、3A/3A型三种基因型,测得的基因型频率均符合哈迪-温伯格平衡。本研究首次在昆明犬上验证了DRD4基因多态性,并首次验证了遗传与兴奋性警用行为的关联。前人的报道在德国牧羊犬上也证明了DRD4基因存在多态性。本研究采用昆明犬这一单一品种样品也可以保证遗传的同质性,同时可以控制候选基因对表型关联的统一性。

警犬的兴奋性不高,作业意识不强,注意力不集中等问题,严重制约着警犬在刑侦、搜毒、搜爆、治安防范等领域的应用。因此,注重培养警犬的兴奋性并加以合理的训练,有利于最大限度地发挥警犬的警用品质。而警犬的警用行为是一个综合性的性状,是有遗传性和后天环境培养共同作用的结果。今后的研究中,继续扩大样本量,探究昆明犬警用的遗传因素与环境的关系。

四、结论

本试验利用测序技术,对昆明犬DRD4基因的第3外显子的串联重复的多态性进行研究,同时将基因的多态性与兴奋性警用行为进行了相关性研究。基于本文的研究成果,今后应用于昆明犬优秀家系的筛选条件,不断挖掘具备DRD4基因2/2型基因型的昆明犬个体扩大繁育,继续进行幼犬社会化早期的环境锻炼和针对兴奋性的调引训练,为公安实战提供更多警用行为优秀的昆明犬。

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