分類(lèi)號(hào) 密 級(jí) U D C 單位代碼 10733 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 學(xué) 位 論 文 奶牛群體生長(zhǎng)軸基因 生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)奶量和出生重的關(guān)聯(lián)性研究 on NP of of in 導(dǎo)教師姓名 吳建平 （甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院 蘭州 730070） 學(xué)科專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 動(dòng)物遺傳育種與繁殖 研究方向 動(dòng)物生化與分子生物學(xué) 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別 博士 論文提交日期 2007 年 5 月 日 論文答辯日期 學(xué)位授予日期 2007 年 7 月 日 答辯委員會(huì)主席 評(píng) 閱 人 年 月 日 on NP of of in （ 730070, P. R. 中文摘要 本研究以 124 頭荷斯坦奶牛 為試驗(yàn)對(duì)象，利用 術(shù)研究了奶牛群體個(gè)基因上的遺傳變異和多態(tài)性，運(yùn)用方差分析和最小二乘擬合線(xiàn)性模型研究生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)奶量產(chǎn)犢后體尺指標(biāo)和犢牛出生重與所發(fā)現(xiàn)的各基因多態(tài)位點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性，所獲得結(jié)果如下： 長(zhǎng)激素受體基因、類(lèi)胰島生長(zhǎng)因子基因和類(lèi)胰島生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白基因的 測(cè)結(jié)果表明，發(fā)現(xiàn)在 因的第 3 內(nèi)含子、第 5 外顯子和 3端， 第 2 外顯子， 第 2 外顯子五個(gè)位點(diǎn)存在多態(tài)性 。 2. 因第 3 內(nèi)含子 態(tài)性檢測(cè)表明： 1547堿基 CT 的替換造成該多態(tài)位點(diǎn)，由一對(duì)等位基因 A、 B 控制。等位基因 A（ B）在奶牛群體中的基因頻率分別為： 屬于中度多態(tài)性 ，在群體中處于不平衡狀態(tài) ，此位點(diǎn)的多態(tài)性與生長(zhǎng)發(fā)育、犢牛出生重沒(méi)有相關(guān)性，基因座位上不同基因型與產(chǎn)奶量有顯著性差異影響， 因型的 305d 產(chǎn)奶量顯著地高于 。 因第 5 外 顯 子的 態(tài)性檢測(cè)表明：此位點(diǎn)由四個(gè)等位基因控制，在 2141發(fā)現(xiàn) CG 突變，導(dǎo)致等位基因 A 型變?yōu)?B 型，在 2017發(fā)現(xiàn) TC 突變，導(dǎo)致基因 C 型變?yōu)?D 型， 2141發(fā)現(xiàn) CG 突變導(dǎo)致了 亮氨酸變成纈氨酸 ， 等位基因 A、 B、 C、 D 在奶牛群體中的基因頻率分別為： 于高度多態(tài)性，此位點(diǎn)的多態(tài)性與產(chǎn)奶量、產(chǎn)犢后奶牛體尺指標(biāo)、犢牛出生重沒(méi)有相關(guān)性，不同基因型與 6 月和 12 月齡的體重、體高、胸圍有差異顯著性影響，在 6 月齡點(diǎn) 的體重、體高和胸圍顯著高于 ，在 12 月齡 的體重、體高和胸圍顯著高于 . 4. 對(duì) 因的 3端 、 第 2 外顯子 、 第 2 外顯子 的 析表明，在 因的 3端 2545有一個(gè) T C 的突變， 第 2 外顯子 3637有一個(gè) C A 的突變 ,第 2 外顯子 在 在 8069有一個(gè) T C 的突變，三個(gè)位點(diǎn) 在群體中處于平衡狀態(tài)，頻率分別為 屬于中度多態(tài)，三個(gè)多態(tài)位點(diǎn)與生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)奶量、產(chǎn)犢后體尺指標(biāo)和牛犢出生重沒(méi)有相關(guān)性 。 關(guān)鍵詞： 奶牛 ； 因；單核苷酸多態(tài)；生長(zhǎng)發(fā)育；產(chǎn)奶量；犢牛出生重，產(chǎn)犢后奶牛體尺指標(biāo)；遺傳標(biāo)記 1 he 24 as H, in of by as of H HR of in th th 3th th 2. H in th T 547bp It by of in of no of of 05d of B A,3. H in th by A， B， C， D G be to . er C 017bp to . of A ,B ,C in of no of of th 2st 05d of B A,B H in th A B 4. CR it C 545bp H， C A 637bp of th T C 8069bp of th in no of 3 目 錄 中文摘要 . 0 . 1 前 言 . 5 第一章 . 3 第一節(jié)生長(zhǎng)激素結(jié)構(gòu)、生理、分泌調(diào)控與功能 . 4 一、生長(zhǎng)激素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) . 4 二、生長(zhǎng)激素生理 . 4 三、 泌的調(diào)控機(jī)制 . 5 四、生長(zhǎng)激素的生物學(xué)功能 . 6 五、生長(zhǎng)激素基因定位和基因結(jié)構(gòu) . 8 六、生長(zhǎng)激素的多態(tài)性與生產(chǎn)相關(guān)性研究 . 11 第二節(jié) 生長(zhǎng)激素受體研究進(jìn)展 . 12 一、生長(zhǎng)激素受體 . 12 二 、生長(zhǎng)激素受體基因結(jié)構(gòu) . 12 三、生長(zhǎng)激素受體基因的多態(tài)性分析 . 13 四、 因多態(tài)性與生產(chǎn)性能的關(guān)系 . 14 第三節(jié) 類(lèi)胰島素樣生長(zhǎng)因 子系統(tǒng) . 15 一、 動(dòng)物體內(nèi)的生物學(xué)功能 . 16 二、 分子結(jié)構(gòu) . 17 三、 生物合成部位與分泌調(diào)節(jié) . 17 第四節(jié) 合蛋白（ . 19 第五節(jié) 現(xiàn)代牛分子育種中及發(fā)展趨勢(shì) . 21 第二章 試驗(yàn)研究 . 29 . 30 料 . 30 4 驗(yàn)方法 . 32 第三章 結(jié)果與分析（ I） . 40 基因多態(tài)性（ 測(cè) . 40 基因組 檢測(cè) . 41 H 基因多 態(tài)性檢測(cè) . 41 因多態(tài)性檢測(cè) . 50 因多態(tài)性檢測(cè) . 53 因多態(tài)性檢測(cè) . 55 第四章 結(jié)果與分析（）基因多態(tài)與生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)奶 量和犢牛出生重相關(guān)性分析 . 58 牛群體基因多態(tài)位點(diǎn)遺傳學(xué)分析 . 59 態(tài)位點(diǎn) 與生長(zhǎng)發(fā)育性狀關(guān)聯(lián)性分析 . 60 態(tài)位點(diǎn)與產(chǎn)犢后奶牛體尺指標(biāo)、產(chǎn)奶量和犢牛出生重的相關(guān)性分析 . 63 第五章 總討論與結(jié)論 . 65 結(jié) 論 . 72 參考文獻(xiàn) . 73 附錄 85 5 前 言 在影響奶牛業(yè)發(fā)展的諸多技術(shù)要素中，育種工作是核心因素。中國(guó)奶牛經(jīng)過(guò) 20多年的改良，目前已經(jīng)擁有約 300 萬(wàn)頭改良荷斯坦母牛，奶牛個(gè)體年平均產(chǎn)奶量為3330右，奶牛群體在 數(shù)量上和質(zhì)量上都有了很大的提高。在這一發(fā)展中，奶牛育種工作起到了至關(guān)重要的作用。但是，中國(guó)奶牛業(yè)還存在總體遺傳水平參差不齊、群體平均產(chǎn)量低，在品種水平上，盡管人工授精在此過(guò)程中起到了重要作用，然而這些改良工作的目標(biāo)只是停留在品種的平均水平，僅僅注重荷斯坦血液的百分比和純種化，然而在群體的持續(xù)改良和提高方面卻沒(méi)有及時(shí)跟進(jìn)。同時(shí)，奶牛群體質(zhì)量差的現(xiàn)狀導(dǎo)致奶牛業(yè)的發(fā)展主要靠“牛?！睉?zhàn)術(shù)，迅速大規(guī)模擴(kuò)群，結(jié)果造成有限資源大量浪費(fèi)，環(huán)境污染嚴(yán)重。與國(guó)外奶牛高效發(fā)展相比，還存在相當(dāng)大的差距，差距表現(xiàn)在兩個(gè)方面 :一個(gè)是遺 傳基礎(chǔ)水平即平均水平的差異 ; 另一個(gè)是改良速度的差異。發(fā)展高效奶牛業(yè)，主要的核心則是高產(chǎn)奶牛群，創(chuàng)建高產(chǎn)奶牛群必須依靠先進(jìn)的遺傳育種技術(shù)和優(yōu)良的遺傳育種物質(zhì)。利用人工授精和胚胎移植進(jìn)行優(yōu)良群體的擴(kuò)群，運(yùn)用數(shù)量性狀基因 (檢測(cè)與定位、標(biāo)記輔助選擇、標(biāo)記輔助導(dǎo)入等加以研究，挖掘奶牛的優(yōu)良性狀的最大潛力，加快中國(guó)奶牛群體遺傳改良。 奶牛的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)奶量等性狀屬于微效多基因控制的數(shù)量性狀，利用常規(guī)的表型選擇，會(huì)遇到選擇效率低、準(zhǔn)確性差、世代間隔長(zhǎng)、遺傳進(jìn)展緩慢等問(wèn)題。標(biāo)記輔助選擇（ 對(duì)數(shù)量性狀進(jìn)行 間接選擇來(lái)改良奶牛生產(chǎn)性狀，基于生理、生化的基礎(chǔ)上，把一些功能基因作為影響相應(yīng)性狀差異的候選基因，再在候選基因中尋找與性狀表型變異相關(guān)的 息作為標(biāo)記。從而提高奶牛生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。在奶牛育種中應(yīng)用 記輔助選擇有許多優(yōu)點(diǎn)。選擇可在奶牛生命早期開(kāi)始而不必等待生產(chǎn)性能完全表現(xiàn)出來(lái)，可以在兩種性別中同時(shí)選擇任何生產(chǎn)性狀，突破了限制性狀（如產(chǎn)奶量 )只能從單種性別選擇的局限。縮短了世代間隔，提高了選擇強(qiáng)度，加快了遺傳改良速度。由于不受微環(huán)境的影響，因此增加了選擇的準(zhǔn)確性。隨著奶牛 位的深入發(fā)展，標(biāo) 記的數(shù)量愈來(lái)愈多，標(biāo)記的信息也將愈來(lái)愈準(zhǔn)確，標(biāo)記輔助選擇才能真正成為奶牛品種改良的決定性武器。 較多的研究表明，生長(zhǎng)激素對(duì)牛的生長(zhǎng)發(fā)育、飼料轉(zhuǎn)化效率等起著關(guān)鍵控制作用，同時(shí)調(diào)節(jié)中間新陳代謝和其他生理過(guò)程。近幾年來(lái)，被作為影響產(chǎn)奶、生長(zhǎng)發(fā)育性狀的候選基因研究。但生長(zhǎng)激素要發(fā)揮它的生物學(xué)功能必須與它的受體（ 合，即一分子 兩分子 結(jié)合導(dǎo)致受體二聚化， 二聚體引起信息分子或信6 息通道激活，激發(fā) 號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，使 靶細(xì)胞發(fā)揮其生物學(xué)功能。這也是本研究為什么將 起研究的原因。另外，生長(zhǎng)激素 (進(jìn)生長(zhǎng)的部分作用不是 接引起，而是 體內(nèi)通過(guò)循環(huán)或局部效應(yīng)來(lái)影響細(xì)胞生長(zhǎng)和分化，介導(dǎo) 進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)。 本研究針對(duì)于奶牛群體中生長(zhǎng)發(fā)育、個(gè)體大小、產(chǎn)奶量和犢牛出生重的差異，從分子遺傳水平利用 術(shù)來(lái)研究 因四個(gè)基因的多態(tài)性，尋找可用于標(biāo)記輔助選擇的分子標(biāo)記，為進(jìn)一步的家畜分子育種提供依據(jù)。 3 第一章 文 獻(xiàn) 綜 述 4 第一節(jié)生長(zhǎng)激素結(jié)構(gòu)、生理、分泌調(diào)控與功能 生長(zhǎng)激素 (動(dòng)物腦垂體遠(yuǎn)側(cè)部腺垂體合成并分泌的一種具有種屬特異性的單鏈蛋白質(zhì)類(lèi)激素，它是一種具有廣泛生理功能的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)素。廣泛存在于各種脊椎動(dòng)物中，能影響幾乎所有的組織類(lèi)型和細(xì)胞。 用機(jī)理復(fù)雜，調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)、糖以及脂肪的代謝，與其生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖等密切相關(guān)。 揮功能作用主要通過(guò)兩個(gè)途徑：一是誘導(dǎo)肝細(xì)胞、肌細(xì)胞產(chǎn)生生長(zhǎng)激素介質(zhì)（ 統(tǒng)），再經(jīng) 接起作用；二是直接作用于靶細(xì)胞產(chǎn)生生理效應(yīng)。 但無(wú)論那一種方式 首先和細(xì)胞表面特異性受體（ 合，再由 導(dǎo)，激發(fā)一系列生物信息分子并最終產(chǎn)生生物效應(yīng)。因此， 近些年在提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度、生長(zhǎng)性能等方面研究的熱點(diǎn)之一。 一、生長(zhǎng)激素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 不同種屬來(lái)源的生長(zhǎng)激素一級(jí)結(jié)構(gòu)之間高度同源。它是由 191 個(gè)氨基酸組成，分子量為 22內(nèi)含有 4 個(gè) 成兩個(gè)二硫鍵，一個(gè)連接 53 與 164 處胱氨酸殘基，另一個(gè)連接 181 與 189 處胱氨酸殘基，這兩個(gè)二硫鍵使得分子形成兩個(gè)環(huán)。其與催乳素 (胎盤(pán)催乳素同屬一個(gè)基因家族。孫遜 4等對(duì)哺乳類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)、爬行類(lèi)、兩棲類(lèi)、魚(yú)類(lèi)等各種、屬多達(dá) 61 種 一級(jí)結(jié)構(gòu)序列作了聯(lián)配分析，發(fā)現(xiàn)不同種屬來(lái)源的 級(jí)結(jié)構(gòu)之間具有不同特點(diǎn) :近源種屬同目、同科之間 列高度同源 ;非靈長(zhǎng)類(lèi)哺乳綱動(dòng)物之間的序列大于 81%，但與靈長(zhǎng)類(lèi)的序列差異較大，同源性在 64%間 ;鳥(niǎo)類(lèi)與非靈長(zhǎng)類(lèi) 的同源性 (71%,較其與靈長(zhǎng)類(lèi)的同源性 (52%要高得多。硬骨魚(yú)類(lèi)不同目之間的同源性較低，只有 53%，硬骨魚(yú)類(lèi)與其它物種的同 源性都較低。 二 、 生長(zhǎng)激素生理 分泌接受丘腦下部生長(zhǎng)激素釋放激素（ 生長(zhǎng)激素釋放抑制激素 （ 雙重調(diào)節(jié)，以脈沖方式分泌。 身和循環(huán)中的胰島素樣生長(zhǎng)因子 ( 分泌具有負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用， 合成和分泌又受血中 平的控制，從而形成了一個(gè)激素調(diào)節(jié)軸體系，即所謂生長(zhǎng)激素 5 循環(huán)中的 要由肝臟合成和分泌，其它肝外組織也可以產(chǎn)生。腎臟組織中存在有 體， 過(guò)腎組織細(xì)胞膜上受體作用于腎臟而 影響其代謝及功能。研究表明，垂體產(chǎn)生的 導(dǎo)下可增加腎小球?yàn)V過(guò)率 (腎血漿流量(且以 增加為主， 增加決定了 增加， 乏時(shí)， 低。 三、 泌的調(diào)控機(jī)制 分泌主要受下丘腦釋放的激素直接調(diào)控，周邊組織的一些分泌物也調(diào)節(jié)著分泌，這些激素主要通過(guò)腺苷酸環(huán)化酶 ( 道或 NO/途徑激活或抑制 分泌。目前一致認(rèn)為生長(zhǎng)激素釋放因子 (生長(zhǎng)激素抑制素 ( 分泌起著重要的調(diào)控作用。 要是促進(jìn) 合成和分泌，在 因編碼區(qū)上游存在 反應(yīng)順式元件 (表明 能是通過(guò)腺苷酸環(huán)化酶 (徑激活 因的表達(dá)。在豬、牛和雞的試驗(yàn)上相繼證明 以增加 因的表達(dá)量。而 一促進(jìn)或抑制 分泌，但在表達(dá)水平上并不抑制 合成。此外，還發(fā)現(xiàn)有許多小分子蛋白對(duì) 合成和分泌有一定的調(diào)控作用。 發(fā)現(xiàn)的促進(jìn) 泌的第三條通道。 促分泌素受體 (配體，通過(guò) 受體起作用。它可以直接促進(jìn) 分泌，也可以通過(guò)增加 人上 以強(qiáng)烈地促進(jìn) 釋放，在雞上發(fā)現(xiàn)它以依賴(lài)劑量的方式增加 分泌。促甲狀腺釋放激素 (可以在一定的生理情況下促進(jìn)動(dòng)物 分泌，如在生長(zhǎng)雞和剛出生豬上可以加強(qiáng) 促進(jìn)分泌效應(yīng)，這種作用隨著年齡的增加而減小，研究也發(fā)現(xiàn)，在馬上施加了 循環(huán)的 且 泌腺對(duì) 敏感度也 降低了 一個(gè)潛在的 分泌素。在哺乳動(dòng)物體內(nèi)和體外試驗(yàn)都證實(shí) 以促進(jìn) 分泌，而且增加了 GH 表達(dá)水平和 合成量。在雞上也發(fā)現(xiàn)以促進(jìn) 分泌 (, 2002)。一些研究發(fā)現(xiàn)在新生鼠和魚(yú)促性腺釋放激素 (也促進(jìn) 分泌，主要是通過(guò)腺苷酸環(huán)化酶 (徑激活 表達(dá)(2003)，但目前在其它的動(dòng)物還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象。已有試驗(yàn)證明瘦素 H 的分泌，增加 (或降低 ) 敏感性。其它的氨基化合物、促腎上腺皮質(zhì)激素以及神經(jīng)肽 Y 也可以促進(jìn) 分泌。在一些低等脊椎動(dòng)物中，發(fā)現(xiàn)促腎上腺皮質(zhì)激素 (促進(jìn) 分泌的效應(yīng)。在魚(yú)上神經(jīng)肽 Y 直接作用于 分 6 泌，并且神經(jīng)肽 Y 的相似物在高等脊椎動(dòng)物的大腦中已被發(fā)現(xiàn) (2002)。 四、生長(zhǎng)激素的生物學(xué)功能 生物學(xué)功能主要是促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)。目前的研究表明它可以增加肌肉的重量、核酸和蛋白質(zhì)的合成、脂肪的分解。此外，它還可以提高機(jī)體的免疫力。 揮作用主要有兩種途徑 :一是直接作用于靶器官 調(diào)節(jié)機(jī)體 內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的新陳代謝；二是與生長(zhǎng)激素受體結(jié)合，刺激局部組織產(chǎn)生胰島素樣生長(zhǎng)因子 (骼等，促進(jìn)機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育 。 脂肪代謝 以降低脂肪的合成速度，減少脂肪的沉積。 接作用于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的合成與分解，在脂肪組織中 使胰島素對(duì)葡萄糖的調(diào)節(jié)能力減弱，而在肌肉組織中加強(qiáng)了胰島素對(duì)葡萄糖的調(diào)節(jié)，從而使脂肪組織利用葡萄糖的能力下降，更多的葡萄糖被用于蛋白質(zhì)的合成。對(duì)豬長(zhǎng)期飼喂含 飼料后脂肪組織中脂質(zhì)的增長(zhǎng)明顯降低。此外，以抑制脂肪細(xì)胞的 分化，減少甘油三醛的累積，降低脂肪組織的面積。對(duì)豬飼喂含 理的飼料可以減少脂肪細(xì)胞的數(shù)目，并改變其大小，同時(shí)還可以降低脂肪合成酶的活性 (， 1994) 。豬生長(zhǎng)激素可以增加肌肉面積而減少肌肉中脂肪的沉積 。近來(lái)的研究也發(fā)現(xiàn) GH 達(dá)量與豬的背膘厚有一定的關(guān)系， 達(dá)量高的豬有較低的背膘厚 (， 2005)。 蛋白質(zhì)和核酸的代謝 蛋白質(zhì)和核酸的代謝主要是促進(jìn)細(xì)胞分裂和細(xì)胞 成、促使氨基酸進(jìn)入細(xì)胞，使蛋白質(zhì)合成增加。研究資料表明，對(duì)豬飼喂 用 理的蛋白飼料，發(fā)現(xiàn)血中 平與蛋白質(zhì)積累有一定的相關(guān)性 (， 1998)。用 理后豬的一些組織如肝臟和肌肉核糖體的含量增加，從而相應(yīng)地加快了蛋白質(zhì)的合成速率。進(jìn)一步的研究表明， 快蛋白質(zhì)合成的同時(shí)，并不影響蛋白質(zhì)的降解 22。最新的研究認(rèn)為 肉中蛋白合成和沉積是因?yàn)榧涌炝朔g的效率，而在肝臟中則是因?yàn)樵黾恿撕颂求w的數(shù)目 n，但具體的作用機(jī)理還有待進(jìn)一步的研究。 骨骼和肌肉的生長(zhǎng) 目前的研究表明， 骨骼的促生長(zhǎng)作 用主要是通過(guò) 實(shí)現(xiàn)的。 加速蛋白質(zhì)合成和軟骨細(xì)胞分裂，促使軟骨生長(zhǎng)。 可以與骨組織相互作用直接促進(jìn)骨骼的形成 。 在鼠上 以刺激造骨細(xì)胞和具有骨骼分化功能細(xì)胞的增殖，在雞上還發(fā)現(xiàn) 以刺激骨肉瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。 進(jìn)肌肉生長(zhǎng)的效應(yīng)主要是通 軸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這在哺乳動(dòng)物中表現(xiàn)的尤為明顯。大部分組織都合成 對(duì) 應(yīng)的 要由肝臟合成，肝臟產(chǎn)生的 入循環(huán)，以旁分泌的形式作用于其他組織，如骨骼肌。對(duì)母豬用 理直到懷孕中期，發(fā)現(xiàn)循環(huán)的 度 增加，出生仔豬的體重和肌纖維數(shù)目顯著增加。多年來(lái) 骨骼肌生長(zhǎng)的效應(yīng)已得到了確認(rèn)， 要是促進(jìn)成肌細(xì)胞和衛(wèi)星細(xì)胞的增殖以及終端肌漿蛋白的分化，導(dǎo)致更多的能量轉(zhuǎn)向肌肉生長(zhǎng)。用 雞胚胎期成肌細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)后，循環(huán)的 度升高，同時(shí)伴隨著肌纖維的增生和肌纖維直徑的增粗，后者與蛋白質(zhì)合成速度增加和降解速度減慢有關(guān)。在鼠上，發(fā)現(xiàn) 控著骨骼肌中 濃度，說(shuō)明鼠骨骼肌的生長(zhǎng)可能受局部 調(diào)控。內(nèi)源性的 以促進(jìn)骨骼肌的生長(zhǎng)，而外源性的 于在循環(huán)中迅 速被清除掉，因此不能增加體重或胸肌重。對(duì)生長(zhǎng)雞用 理后循環(huán)的 度沒(méi)有增加，這也解釋了為什么對(duì)生長(zhǎng)雞施加 ，體重或胸肌重沒(méi)有顯著增加，甚至有些減少，當(dāng)然這可能也與品種、施加 量以及測(cè)定的日齡有關(guān)。在豬上的研究也表明，用低劑量的 促進(jìn)肌肉組織的增長(zhǎng)，但脂肪組織和循環(huán)中 度的增加則需要高濃度的 為驚奇的是，對(duì)雞用大劑量的 理后肌肉面積增加，同時(shí)腹部脂肪隨著降低，而用小劑量的 理時(shí)，肌肉面積和腹部脂肪同時(shí)增加，因此 進(jìn)肌肉的增長(zhǎng)可能還受其它的機(jī)制調(diào)控，而且在控制 生長(zhǎng)和合成時(shí)對(duì) 劑量要求也是不同的。 越來(lái)越多的證據(jù)表明， 進(jìn)生長(zhǎng)也可能是 衛(wèi)星細(xì)胞的生長(zhǎng)有直接的作用。對(duì)生長(zhǎng)雞施加一定劑量的 抑制肌漿蛋白和肌肉特異蛋白 (表達(dá)，這和抑制衛(wèi)星細(xì)胞的分化相一致，這種抑制作用會(huì)促進(jìn)衛(wèi)星細(xì)胞的增殖，從而增加肌纖維的數(shù)目和肌肉量。同時(shí)也有報(bào)道，低水平的 同 雞處理后在增加雞衛(wèi)星細(xì)胞中 合成上不如單獨(dú)添加。 4. 內(nèi)分泌腺體的功能 獨(dú)對(duì)腎上腺皮質(zhì)、甲狀腺和性腺等靶器官 的影響極小。但同時(shí)注射 促激素時(shí)， 顯著加強(qiáng)促激素對(duì)上述靶器官的特異性效應(yīng)，其作為一種增效劑，強(qiáng)化其他激素的作用。 雄性生殖功能的作用 雄性生殖功能的影響 :經(jīng) 疫處理的雄性小鼠不但生長(zhǎng)受到阻滯，而且垂體 度下降，精子形成受阻，睪丸體積變小。 因敲除的雄性小鼠性成熟明顯延緩。 這種效應(yīng)與動(dòng)物的生理狀態(tài)有關(guān)，對(duì)于 泌正常的小鼠，未見(jiàn)外源 雄性生殖功能產(chǎn)生異常影響。 8 H 對(duì)雌性生殖功能的影響 對(duì)初情期的作用 :提供外源 以使動(dòng)物提前達(dá)到性成熟，其作 用途徑可能涉及 2個(gè)方面 : 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 或通過(guò)加速 脈沖式釋放，或通過(guò)強(qiáng)化雄激素的活性。該效應(yīng)與處理時(shí)動(dòng)物的生理狀態(tài)有關(guān)，一般只在青春期垂體促性腺激素分泌模式建立之后才有此反應(yīng)。對(duì)卵巢的作用 :體內(nèi)外研究均表明， 卵巢的作用包括配子生成和機(jī)體激素生成兩大方面， 直接作用于卵巢；對(duì)胎盤(pán)的作用： 促進(jìn)胎兒的生長(zhǎng)，這并非是 直接作用，而是胎盤(pán)體積增大的結(jié)果，因?yàn)?能通過(guò)胎盤(pán)屏障。 節(jié)懷孕期人的物質(zhì)代謝與改變營(yíng)養(yǎng)分配來(lái)促進(jìn)胎兒生長(zhǎng)發(fā)育 28。 五、生長(zhǎng)激素基因定位和 基因結(jié)構(gòu) 1. 生長(zhǎng)激素基因定位 不 同動(dòng)物的 因所在染色體及其座位各不相同。牛生長(zhǎng)激素（ 因全序列于 1982 年由 隆測(cè)定， 1989 年定位于 19 號(hào)染色體上 ;豬生長(zhǎng)激素 (因全序列于 1987 年由 克隆測(cè)定， 1993 年 將其定位于 生長(zhǎng)激素 (因則位于 17q 22生長(zhǎng)激素 (因全序列于 1992 年由日本 克隆測(cè)定。 表 1物 因染色體座位 物種（ 牛 豬 人 染色體及座位 19p 17生長(zhǎng)激素是由 191 個(gè)氨基酸組成，分子量為 22內(nèi)含有 4 個(gè) 成兩個(gè)二硫鍵。人們現(xiàn)已知道生長(zhǎng)激素的晶體結(jié)構(gòu)。每個(gè) 兩個(gè) 合位點(diǎn) 1 和 2，它們?cè)诳臻g上是彼此分開(kāi)的。結(jié)合位點(diǎn) 1 在分子的右邊，組成了 A、 B 的表面和 合位點(diǎn) 2 在左邊，組成了 A 和 C 表面。 不同種屬來(lái)源 一級(jí)結(jié)構(gòu)略有不同：種源親近的種屬同目、同科之間序列高度同源；非靈長(zhǎng)類(lèi)哺乳綱動(dòng)物之間的序列較為相似（大于 81%）；鳥(niǎo)類(lèi)與非靈長(zhǎng)類(lèi)的同源性（ 71%；硬骨魚(yú)類(lèi)不同目之間的同源性較低。結(jié)構(gòu)的差異在一定程度上與功能的差異是一致的。例如印度牛、水牛、山羊的 列相同的 ,牛的 基酸與綿羊的 基酸僅在一個(gè)位置上有差異。因此，牛的 能在羊體內(nèi)發(fā)揮 9 生物學(xué)作用。而牛的 列和豬的 列有 90%的同源性。牛、豬的 列和人的 列僅有 65%的同源性。這也就解釋了牛、豬的 什么不能在人上發(fā)揮作用。 因有外顯子和內(nèi)含子之分，哺乳動(dòng)物完整的 因多數(shù)包含 5 個(gè)外顯子和4 個(gè)內(nèi)含子，外顯子和內(nèi)含子之間的剪切序列符合 則，但豬 5供體部分有明顯的例外，由 核苷酸代替高度保守的 顯子是基因表達(dá)中編碼氨基酸的區(qū)域，其數(shù)目的多少和序列的長(zhǎng)短直接影響基因表達(dá)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和功能。內(nèi)含子是兩個(gè)外顯子間的非編碼序列，在 錄后的加工過(guò)程中被剪切掉了，雖其功能還不十分清楚，但它也是完整基因不可 缺少的組成部分。研究表明，不同物種 因拷貝數(shù)、基因序列長(zhǎng)度及外顯子和內(nèi)含子數(shù)目等有一定差異 從 因序列平均長(zhǎng)度來(lái)看，人類(lèi)最短，其它哺乳類(lèi)次之，禽類(lèi)較長(zhǎng)，最長(zhǎng)的是魚(yú)類(lèi)，且不同種間變異較大。就外顯子數(shù)目來(lái)看，除狗外，哺乳類(lèi)、禽類(lèi)和部分魚(yú)類(lèi)都有 5 個(gè)，大部分魚(yú)類(lèi)有 6 個(gè)，外顯子堿基總數(shù)在不同物種間差異較小，尤其是哺乳類(lèi)動(dòng)物之間，各外顯子大小基本相同，表現(xiàn)出很強(qiáng)的遺傳保守性。但魚(yú)類(lèi)中不同魚(yú)種間外顯子大小表現(xiàn)出明顯差異。從內(nèi)含子來(lái)看，不同種動(dòng)物間的大小存在很大差異，同類(lèi)動(dòng)物間也有較大變異。說(shuō)明內(nèi)含子的變異遠(yuǎn) 大于外顯子，這可能是物種進(jìn)化與分化的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。內(nèi)含子長(zhǎng)度一般比外顯子長(zhǎng)，其堿基總數(shù)占基因全長(zhǎng)的 從堿基組成來(lái)看，哺乳類(lèi)動(dòng)物與雞的 量大于 量，而魚(yú)類(lèi)則相反， 量高于 同科、屬的動(dòng)物間，其堿基組成的差異很小，如山羊 (和綿羊 (間差異甚微。盡管如此， 因還是具有種屬特異性。 2. 因 5端非編碼區(qū)的結(jié)構(gòu) 哺乳動(dòng)物 因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游 34內(nèi)有 ，其啟動(dòng)子含有順式調(diào)控元件，以便對(duì)激素類(lèi)信號(hào)作出反應(yīng)。通過(guò)對(duì)已有資料的 因 5端非編碼區(qū)從到起始密碼子 的序列比較可知，哺乳動(dòng)物在此區(qū)域具有高度的保守性，其中牛 (山羊 (綿羊 (互間只相差幾個(gè)堿基，這與其屬于?？剖且恢碌?;人 (鼠 (狗 (此區(qū)域的序列與其它家畜間差異較大 ;雞 (哺乳類(lèi)動(dòng)物之間差異很大，且在 因的 5端有 2 個(gè)可能的 ，其中一個(gè)于 一個(gè) 于 24 3. 因 3端非編碼區(qū)序列結(jié)構(gòu) 對(duì) 因終止密碼子到 間 非編碼區(qū)序列比較可以看出，相對(duì)于 5 10 端非編碼區(qū)而言，不同動(dòng)物 3非編碼區(qū)的堿基組成、序列長(zhǎng)度的保守性較 5端非編碼區(qū)差，但物種間差異的變化規(guī)律在二者間是相似的，即牛、山羊和綿羊最接近，人、鼠、狗和馬在該區(qū)域的序列與其它動(dòng)物間差異較大，雞與哺乳類(lèi)動(dòng)物之間差異最大。 4. 生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)與調(diào)控 生長(zhǎng)激素是由動(dòng)物垂體合成和分泌的，在動(dòng)物生長(zhǎng)高峰期， 合成和分泌也相應(yīng)增加，表明 因的表達(dá)具有專(zhuān)長(zhǎng)組織特異性和發(fā)育階段特異性。這種基因表達(dá)的時(shí)空特異性，一般認(rèn)為由順式調(diào)控元件 (基因上下游或內(nèi)部短序列 )和反式作用因子 (小分子蛋白質(zhì) )雙重調(diào)節(jié)，且轉(zhuǎn)錄層次是最基本的控制環(huán)節(jié)。對(duì)順式調(diào)控機(jī)制的研究進(jìn)展不大，僅見(jiàn)于人生長(zhǎng)激素 (因的研究。 因族的轉(zhuǎn)錄方向一致 ,它們的開(kāi)放可能受不同激素的調(diào)控，使之在不同組織中的表達(dá)具有專(zhuān)長(zhǎng)選擇性。 關(guān)于反式作用因子調(diào)節(jié)的研究，目前僅證實(shí)人垂體細(xì)胞中存在一種 33多態(tài)，它是一種正調(diào)控細(xì)胞類(lèi)型和啟動(dòng)子特異性的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子 (可與 因 5序列特異位點(diǎn)結(jié)合，調(diào)控啟動(dòng)子的開(kāi)放，使 因表達(dá)。研究還發(fā)現(xiàn)，下丘腦合成和分泌的兩個(gè)小分子蛋白質(zhì)激素 生長(zhǎng) 激素釋放激素 (生長(zhǎng)激素釋放抑制激素(能調(diào)節(jié) 釋放，但它是否也調(diào)節(jié) 因的表達(dá)尚不清楚。因此認(rèn)為，哺乳動(dòng)物 因只受一個(gè)因子即生長(zhǎng)激素因子 調(diào)控，它不僅維持 因的組織特異性表達(dá)，而且使表達(dá)具有發(fā)育階段性。但關(guān)于 因的發(fā)育階段特異性表達(dá)調(diào)控機(jī)制尚未見(jiàn)報(bào)道。 禽類(lèi) 因表達(dá)調(diào)控的研究報(bào)道也不多， 將火雞的垂體分別在加有人生長(zhǎng)激素釋放因子 (促生長(zhǎng)激素釋放抑制因子 (促甲狀腺激素釋放激素(培養(yǎng)液中培養(yǎng)一小時(shí)后，用 交檢測(cè) 因 量。結(jié)果表明，在加有人 培養(yǎng)液中培養(yǎng)的垂體中， 因 量增加了 20 倍。在牛垂體細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中也有相似的報(bào)道，但增加的量和速度不及火雞。在加有 培養(yǎng)液中培養(yǎng)的垂體， 因 量略有下降，在加有 培養(yǎng)液中培養(yǎng)的垂體， 因 量略有上升。說(shuō)明， 因的表達(dá)具有調(diào)控作用，但調(diào)控的機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。研究還發(fā)現(xiàn)，把雞 因的啟動(dòng)子轉(zhuǎn)入小鼠體內(nèi)仍具有指導(dǎo)表達(dá)功能，并表現(xiàn)出表達(dá)的組織特異性，且這種指導(dǎo)組 織特異性表達(dá)的功能在傳代過(guò)程中并不喪失 。 表明屬于鳥(niǎo)類(lèi)的雞，其生長(zhǎng)激素基因啟動(dòng)區(qū)在屬于哺乳類(lèi)的小鼠體內(nèi)仍具有調(diào)控表達(dá)的時(shí)空性特性，即盡管鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳類(lèi) 因啟動(dòng)區(qū)在核酸序列上存在較大差異，但其指導(dǎo)表達(dá)的時(shí)空性特性在兩者中仍具有一定的進(jìn)化保守性。 11 六、生長(zhǎng)激素的多態(tài)性與生產(chǎn)相關(guān)性研究 牛生長(zhǎng)激素基因（ 被定位于 19 號(hào)染色體上，全長(zhǎng)約 1800含五個(gè)外元（、）和四個(gè)內(nèi)元（ A、 B、 C、 D）。研究表明，生長(zhǎng)激素對(duì)牛的飼料轉(zhuǎn)化，乳房發(fā)育和生長(zhǎng)起著關(guān)鍵控制作用，同時(shí)調(diào)節(jié)中間的新陳代謝和 其他生理過(guò)程以及免疫反應(yīng)。因此，生長(zhǎng)激素成為研究產(chǎn)奶性狀、生長(zhǎng)發(fā)育性狀以及免疫反應(yīng)性狀理想的候選基因。 近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外關(guān)于牛生長(zhǎng)激素基因多態(tài)以及它們與生產(chǎn)性狀的研究報(bào)道頗多。 (1989)和 （ 1989）用牛 因 為探針進(jìn)行 交，在牛 因檢測(cè)到 態(tài)位點(diǎn)，并定位到第 3 內(nèi)含子。 （ 1996）、 (1993)報(bào)道在 因第 V 外顯子 2141基處存在 態(tài)位點(diǎn)，導(dǎo)致亮氨酸變成脯氨酸。 (1992)發(fā)現(xiàn)在 因的 1547基處有一個(gè) 態(tài)位點(diǎn)。 （ 1994）報(bào)道 因的 3端大約 2637存在 多態(tài)位點(diǎn)。 (1996)利用 整個(gè) 因研究發(fā)現(xiàn) 14 個(gè)不同的單倍型。1996）發(fā)現(xiàn) ( )與意大利奶牛較高的乳脂率，乳蛋白含量及產(chǎn)奶量密切相關(guān)。 1996）報(bào)道 ( )與荷斯坦牛的乳脂含量顯著相關(guān)。 （ 1993）報(bào)道 ）與丹麥紅牛和挪 威紅牛的乳脂含量密切相關(guān)。 （ 1996）用 究以色列荷斯坦奶牛的 因，發(fā)現(xiàn)了 5 種基因內(nèi)突變的單倍體，其中單倍體 E 表現(xiàn)為 -）與乳蛋白百分含量顯著相關(guān)，而 1996）報(bào)道 -）等位基因降低產(chǎn)奶量 300脂含量 8蛋白含量提高 71992，1993)和 （ 1993）研究發(fā)現(xiàn) 因第 5 外顯子 127發(fā)生 C G 的單點(diǎn)突變，使亮氨酸（等位基因 A）變?yōu)楦彼幔ǖ任换?B）。 1992）研究發(fā)現(xiàn)給泌乳期的荷斯坦牛注射等位基因?yàn)?B 的牛 以顯著提高產(chǎn)奶量。而 1993） ,（ 1993）則報(bào)道等位基因 B 降低產(chǎn)奶量 49。 （ 1994）研究德國(guó)黑白花公牛時(shí)發(fā)現(xiàn)，純合體 體內(nèi) 含量要高于雜合體。 1999）用 究以色列荷斯坦