李永青， 操礼军

（新疆畜牧科学院畜牧业质量标准研究所，乌鲁木齐 830011）

奶业是健康中国、强壮民族不可或缺的产业，是食品安全的代表性产业，近年来，我国奶业标准化、规模化、组织化水平大幅提升。国家也大力倡导奶业振兴，因此，改善奶牛泌乳性能，提高乳品质和产奶量显得至关重要[1，2]。 泌乳相关性能受到遗传背景、饲养条件、管理模式等影响，但最终取决于泌乳相关基因的表达差异、单倍型等[3]。 Georges 等在后裔测定控制数量性状的OTL（数量性状基因座，Quantitative Trait Loci）研究中发现了159 个微卫星位点与奶牛产奶性状呈现连锁关系，并定位在1、6、9、10、20 号染色体上[4]。 目前，基于QTL 分析奶牛产奶性状的研究已非常成熟，并在实际生产中广泛应用。 全基因组关联分析（GWAS）是将全基因组范围内的高密度标记用于检测基因或其周围微小区域的标记，并通过与表形性状的关联来筛选影响该性状的遗传变异[5]。 Daetwyler 等[6]在对奶牛进行全基因组关联分析研究中发现了133 个与产奶性状显著相关的SNPs， 此项研究标志着全基因组关联分析在奶牛育种研究中取得了突破性进展。

1 奶牛泌乳相关基因研究现状

1.1 CXCL8

白介素8（CXCL8 基因）又称中性粒细胞活化因子，属于趋化因子家族。 CXCL8 基因最早是由Yoshimura 等人发现的，位于人类4 号染色体，全长3 211 bp，包含4 个外显子和3 个内含子。 患有乳房炎的奶牛，CXCL8 可通过受体CXCR2 吞噬病原体。 徐敏等[7]通过分析CXCL8 受体单链构象多态性发现其基因型与奶牛乳房炎呈现相关性。吴肖肖等[8]通过分析CXCL8 基因多态位点及其与乳房炎和产奶性状的关联性分析，发现CXCL8 基因与奶牛的乳脂率显著相关。 而且CXCL8 四个多态位点中仅A2741G 与奶牛乳脂率显著相关，同时体细胞评分相对较高，也表示奶牛患乳房炎的风险较大。

1.2 GPR120

G 蛋白偶联受体120 是GPRs 家族的一员，属于G 蛋白家族中的A 类受体，也是长链脂肪酸第二类受体，是分子信使，参与跨膜信号转导过程。 通过细胞内外信号传递参与机体不同生理过程。 在心脏、胃、脂肪、肺等各类组织中均表达[9]。尤其在脂肪组织和脂肪细胞中表达量较高，在脂肪分化和形成过程中起到关键作用，并与葡萄糖耐量、炎症等过程相关，进而影响全身代谢[10]。邹紫雯等[11]发现GPR120 在第一外显子的一个SNP 位点与日产奶量和乳脂率呈现显著相关性，与乳脂率及体细胞极显著相关，可作为奶牛泌乳性状候选基因。

1.3 κ-酪蛋白（κ-casein，CSN3）

牛奶中的酪蛋白分为四种类型，包括: αS1、αS2、β 和κ。 CSN3 定位于牛6 号染色体上，而其中κ-酪蛋白若发生变异，则会对造成牛奶特有表现的乳浊状态产生影响，从而导致牛奶出现分层，因此，其是保持牛奶非透明状态的重要物质[12]。 CIESLAK J 等[13]发现CSN3 多态位点与奶牛泌乳性状和产奶量存在显著相关，可作为奶牛分子育种遗传标记。 李文清等[14]通过筛选4 个可能靶向CSN3 的miRNA，发现酪蛋白与产奶性状显著相关，且从泌乳高峰期至泌乳后期逐渐减少，进一步揭示了其调控机制。

1.4 DGAT1

奶牛的DGATI 基因全长约8 600 bp，与人、猪、鼠同源性较高，与人的同源性最高，可达到92%，且结构相似。 LEIGE 大学（比利时）为了研究DGATI 基因K232A 与奶牛乳脂率的关系，进行了多次验证研究，发现在细胞系催化甘油三酯合成的速度中，等位基因K 与等位基因A 存在显著差异，充分验证了DGATI基因与奶牛乳脂率密切相关[15]。

1.5 GHR

1995 年Georges 等[4]发现奶牛生长激素受体（GHR）基因定位于第20 号染色体上，并在该染色体上检测到了与奶牛生产性能密切相关的QTL。 GHR 基因第836 位存在TA 碱基突变，通过关联分析发现该突变位点（F279Y）可能会使得奶牛产奶量显著上涨，乳脂率和乳蛋白率相应下降[16]。 2014 年王思伟等[17]发现，生长激素受体基因变异位点F279Y 对奶牛泌乳性能存在显著影响，尤其对乳脂率影响较为显著，而对其他性状如蛋白率、蛋白量和产奶量的影响较小，不显著。TA 基因型奶牛的乳脂量、乳蛋白量和产奶量显著高于TT 基因型和AA 基因型奶牛。 经过国内外多次研究验证，对奶牛泌乳性能产生影响的候选基因已将奶牛GHR 基因纳入。

1.6 BPIHBP1

GPIHBP1 基因在牛体存在可变剪切体，具备2 种翻译蛋白，分别由171 个氨基酸和142 个氨基酸组成。 GPIHBP1 蛋白包含的结构域有4 个：信号肽、氨基末端的酸性域、淋巴细胞抗原6（ymphocyeantigen，Ly6）结构域以及GPI 锚定结构域[18]，2008 年Gin 等人发现Ly6 保守域以及酸性区域对于GPIHBP1 与脂蛋白脂肪酶(LPL)及乳糜微粒相结合具有重要作用[19]。 中国农业大学张勤等在对中国荷斯坦奶牛产奶性状与GPIHBP1 基因（糖基化磷脂酰肌醇锚定高密度脂蛋白结合蛋白1）关联分析时发现，该基因启动子区的C/A 突变与奶牛产奶量、乳蛋白量以及乳脂率等存在极显著相关。 杨洁等人通过分析GPIHBP1 基因启动子，并分析单倍型与泌乳性状（产奶量、乳脂量、乳蛋白量、乳脂率以及乳蛋白率）关联程度，发现野生型育种值极显著低于突变型的育种值(P<0.001)。 因此，GPIHBP1 基因可以作为影响奶牛泌乳性状的候选基因[20]。

2 奶牛育种工作中存在的问题

2.1 传统育种

传统育种工作因世代间隔长，导致育种周期较长，投入时间、人力、物力等成本较高，获得收益相对较慢[21]。 而分子育种技术的迅速发展则有效的缩短了育种时间，从分子水平进行选育，其准确性和可靠性也将更高。

2.2 分子育种

奶牛生产性能与筛选出的泌乳相关基因存在显著相关性，挖掘奶牛产奶性状功能基因是我国分子育种的关键，但泌乳相关基因并不是决定奶牛产奶性状的唯一因素。 许多研究在分析泌乳相关基因对产奶量、乳脂率、乳蛋白率等重要经济性状时，忽略了种公牛的影响，未对其所选泌乳牛进行遗传背景追溯，导致得出的结论并不全面，有待进一步考究。

3 解决对策

在筛选泌乳相关基因的研究中，正确选择试验对象至关重要，需考虑以下几点重要因素：饲养环境、管理模式、胎次、出生日期等基本保持一致，同时更应该对试验牛只个体的遗传背景进行调查，尽量选择遗传背景接近牛只。 同时，种公牛对奶牛的遗传贡献率也相对较高，培育和选择优秀种公牛，是奶牛群体遗传改良工作中至关重要的。 而种公牛的后裔测定工作是开展种公牛良种选育的最佳方法[22]。

4 小 结

奶牛养殖业中的关键指标包括产奶量、乳脂率等，遗传基因作为主要的遗传因素，通过对基因功能的深度研究，测定牛只完整泌乳周期（每月测定一次，连续参测10 次）的乳成分和产奶量数据，并与奶牛泌乳候选基因型或表达量进行相关性分析，进而确定泌乳基因对产奶量、乳脂率、乳蛋白率等的重要影响，为进一步研究验证该基因功能奠定基础。在后期的研究中，还将进一步扩大泌乳基因研究范围，积极开展功能验证。