MSTN基因敲除和FecB基因突变滩羊扩繁试验

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liangzhenghai
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滩羊是我国宁夏自治区及其周边省区的特色地方品种。滩羊裘皮洁白美观,肉质鲜美且无膻味,因此滩羊产业具有广阔的市场前景。然而滩羊存在体格较小、生长发育较迟缓、繁殖性能低等缺点,影响了滩羊养殖场(户)的养殖经济效益和滩羊产业发展。提高滩羊繁殖效率,培育体型大、生长发育快、繁殖性能高等典型肉羊特征的肉用滩羊新品系是促进滩羊产业发展的关键所在。肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)是阻碍肌肉生长发育的调控因子,其在骨骼肌中的表达能够抑制肌肉的生长发育。FecB(fecundity booroola,FecB)基因是控制绵羊产羔性状的主效基因,其关键位点的突变可增加排卵数和产羔数。论文作者所在团队利用基因编辑技术(CRISPR-Cas9)获得了MSTN基因敲除滩羊公羊和母羊个体;利用荧光定量PCR技术在滩羊自然群体中,鉴定筛选出了FecB基因突变滩羊公羊和母羊个体。为迅速扩大MSTN基因敲除滩羊和FecB基因突变滩羊个体数量,为育成繁殖性能高、生长发育快的滩羊新品提供更多的育种材料。本试验以MSTN基因敲除滩羊公羊与MSTN基因敲除滩羊母羊或普通母羊,以及FecB基因突变的滩羊公羊与FecB基因突变滩羊母羊或普通母羊为对象,采用对自然发情或同期发情母羊人工授精的技术措施扩大MSTN基因敲除、FecB基因突变滩羊群体数量。并在羔羊出生后15日龄起使用羔羊颗粒料进行羔羊培育,定期进行称重和测量体尺,并对所有成活羔羊进行基因检测。试验内容和获得的结果如下:(1)以4只MSTN基因敲除滩羊公羊和330只普通滩羊母羊为试验对象,每天利用试情公羊对母羊群早、晚各试情一次,318只发情母羊分别于发情后12h和24h采用阴道底部输精法进行人工授精,返情母羊再进行人工授精,共计进行3个情期的人工授精。以产羔母羊数为准计算妊娠母羊数,共有220只母羊妊娠,产羔233只,母羊妊娠率为69.18%,产羔率110.95%;对15日龄存活的205只羔羊颈静脉采血后,利用Sanger测序技术检测后代羔羊MSTN基因序列,测序结果显示后代中72只羔羊为MSTN基因敲除阳性个体,后代阳性比率为35.12%;60日龄羔羊存活195只,60日龄羔羊成活率为83.69%;周岁以内体重监测结果显示,所有后代体重平稳增长,MSTN基因敲除阳性后代体重在各生长阶段均显著高于阴性个体(p<0.05)。(2)以4只MSTN基因敲除滩羊公羊、12只MSTN基因敲除滩羊母羊、5只FecB基因突变公羊、52只FecB基因突变母羊和526只普通滩羊母羊为试验对象,采用以下4种扩繁组合:(1)3只MSTN基因敲除公羊与12只MSTN基因敲除母羊;(2)4只MSTN基因敲除公羊与268普通母羊;(3)5只FecB基因突变公羊与52只FecB基因突变母羊;(4)5只FecB基因突变公羊与258只普通母羊,展开扩繁试验。采用两次PG法或NRID+PMSG+PG法对母羊进行同期发情或通过公羊试情选出自然发情母羊,分别于母羊发情后12 h和24 h采用阴道底部输精法进行人工授精,返情母羊再进行人工授精,共计三个情期。以产羔母羊数为准计算妊娠母羊数,共410只母羊妊娠,产羔455只,母羊妊娠率为69.97%,产羔率110.98%。60日龄羔羊存活351只,60日龄羔羊成活率为77.14%。对存活羔羊颈静脉采血后,利用Sanger测序技术检测后代羔羊MSTN基因序列、利用荧光定量PCR技术检测后代羔羊FecB基因序列,第1组中(11只MSTN基因敲除母羊发情并配种)8只母羊妊娠,产羔10只,母羊妊娠率为72.72%,产羔率125.00%;60日龄5只羔羊存活,其中3只羔羊为FecB基因突变且MSTN基因敲除个体(基因型用“MB”表示),2只羔羊为MSTN基因敲除杂合体(基因型用“M-”表示)。第2组中(267普通母羊发情并配种)187只母羊妊娠,产羔201只,母羊妊娠率为70.04%,产羔率107.49%;60日龄163只羔羊存活,其中12只羔羊为FecB基因突变且MSTN基因敲除个体,70只羔羊为MSTN基因敲除杂合体,15只羔羊为FecB基因突变杂合体(基因型用“B-”表示),66只羔羊为普通羊(基因型用“--”表示)。第3组中(51只FecB基因突变母羊发情并配种)36只母羊妊娠,产羔54只,母羊妊娠率为70.59%,产羔率150.00%;60日龄44只羔羊存活,其中22只羔羊为FecB基因突变纯合体(基因型用“BB”表示),22只羔羊为FecB基因突变杂合体。第4组中(257只普通母羊发情并配种)179只母羊妊娠,产羔190只,母羊妊娠率为69.65%,产羔率106.14%;60日龄139只羔羊存活,其中125只羔羊为FecB基因突变杂合体,14只羔羊为普通羊。根据后代基因型将后代分为M-(72只)、MB(15只)、--(80只)、B-(162只)、和BB(22只)组,一岁以内体重监测结果显示,所有后代体重平稳增长,MSTN基因敲除杂合体(M-组)后代的体重在各生长阶段显著高于其他组后代,FecB基因突变纯合体(BB组)后代的体重在各阶段均显著低于其他组(p<0.05)。通过扩繁试验,共获得了556只成活滩羊后代,其中MSTN基因敲除滩羊139只、FecB基因突变滩羊184只,MSTN基因敲除且FecB基因突变滩羊15只,为育成一个繁殖性能高、生长发育快的滩羊新品提供了育种材料。试验结果表明,MSTN基因敲除公羊与MSTN基因敲除母羊、普通母羊繁殖,能够获得增重更快的MSTN基因敲除滩羊后代;与FecB基因突变公羊繁殖,FecB基因突变母羊比普通母羊具有更高的繁殖效率,获得的FecB基因突变纯合体后代具有相对较小的出生重和较慢的体重增长速度;当基因编辑滩羊群体达到一定规模时,可采用常规扩繁技术扩大基因编辑滩羊群体数量。
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