王瓊萍 上海交通大學
豬的生長發(fā)育性狀是極其復雜的，近年來畜牧研究人員對豬的肌肉生長發(fā)育調控機理的分子機制做了大量研究工作，其中主要采用的方法主要有候選基因法（candidate gene approach）、數(shù)量性狀基因座定位（QTL mapping，也稱全基因組掃描法）、全基因組關聯(lián)分析（genome-wideassociation study, GWAS）、候選基因集法（candidate gene set approach）。
在開始研究家畜數(shù)量性狀的研究中，研究工作者主要采用的是候選基因法（candidategene approach）。這種方法中候選基因的選定主要是基于已有的生理生化知識，或者根據模式生物如小鼠中該種基因功能來判斷這個基因在其他物種中的功能，并且要求有相關的基因標記來定位這段基因，最后才選定候選基因，最后通過分子生物學實驗檢測這些基因及分子標記對特定數(shù)量性狀的效應值。在此之前，圖位克隆與插入變異的方法主要用于主效基因的篩選。候選基因法突破了傳統(tǒng)的這些方法上的局限，成為二十世紀九十年代以來研究家畜數(shù)量性狀的主要方法。候選基因可以是結構基因（structural gene），也可以是參與某代謝通路中有著特定功能的基因。這種方法在豬育種上發(fā)揮了相當大的作用。如生長激素基因（GH）、胰島素樣生長因子基因（IGF1）、生長抑制素（SS）等在豬生長發(fā)育中發(fā)揮重要作用的基因都是用這種方法鑒定的，后又在功能水平上證實。這種方法的優(yōu)點是費用低廉，便于在標記輔助（MAS）育種中應用。但是由于該種方法在選擇上的盲目性，并且如果沒有相關的先驗知識，該種方法就不能很好地發(fā)揮作用。當然，與基因組掃描相比在育種實踐上候選基因法并不需要特定品種雜交，而只需知道一個候選基因存在多態(tài)性，就可以直接在商業(yè)品系中研究此多態(tài)性與目標性狀的關聯(lián)性，從而使其實驗的群體規(guī)?？梢院艽蟆Ｒ虼?，候選基因法的研究比起全基因組掃描法（genome scanning）要活躍得多。
在長期的研究中，已經確定了不少影響豬肌肉生長發(fā)育的相關因子，其中最具代表性的就是胰島素樣生長因子-I （Insulin-like growth factor-I, IGF-I）、肌肉生長抑制素（myostatin,MSTN）、生肌調節(jié)因子家族（myogenic regulatory factors, MRFs）、肌細胞增強因子-2（MEF2）
等。
（1）胰島素樣生長因子-I：
IGF-I 因其氨基酸序列與胰島素具有同源性而得名，是機體生長發(fā)育、物質代謝的重要調控因子。它能夠增加氨基酸運輸?shù)郊毎麅龋黾悠咸烟沁\輸，增加蛋白質合成，減少蛋白質降解，并且增加 RNA 合成，并且它是也是生長激素（GH）啟動生長活性的主要介導者。Salmon 和 Daughaday 首次發(fā)現(xiàn) IGF-I 受生長激素影響以來，這一家族的成員就備受關注。目前為止，這一家族的成員包括胰島素樣生長因子-I 和 I（IIGF-I和 IGF-II）、胰島素樣生長因子結合蛋白（IGF-binding protein, IGFBPs）、胰島素樣生長因子 I 型受體（IGF type I receptor, IGF-IR）和胰島素樣生長因子 II 型受體（IGF type II receptor,IGF-IIR）。研究發(fā)現(xiàn)，IGF-I 與肉的產量和肉質性狀的遺傳相關。并且，IGF1 與 GH 共同作用于豬的生長以及胴體性狀。近期的研究更加證明了其在各個影響豬性狀的關鍵通路中起著舉足輕重的作用。同時，它與許多其他重要因子的功能相關聯(lián)。如轉錄因子信號轉導子及轉錄激活子（transducer and activator of transcription 5 gene, STAT5）、視網膜成神經細胞瘤基因（retinoblastoma gene , RB1）、Akt/PKB 蛋白激酶等，在本文后面會詳細介紹。研究表明，這三個因子在細胞分化、細胞凋亡、代謝、骨骼肌生長中扮演著重要的角色。STAT5、RB1 的表達都影響 IGF-I 產物。而 Akt/PKB 蛋白激酶是胰島素信號轉導通路的重要成員，調節(jié)著下游靶基因的表達。
（2）其他肌肉生長發(fā)育相關因子：
肌肉生長抑制素基因（myostatin, MSTN；又稱 growthdifferentiation factor-8, GDF8）是肌肉生長的負調控因子，它可以改變肌肉的纖維組成及造成肌肉重量的變化，由 McPherron 等首次發(fā)現(xiàn)其與骨骼肌生長調節(jié)相關。在豬中主要分布在骨骼肌中，其他器官如心、腦等也有少量的分布。生肌調節(jié)因子家族（myogenicregulatory factors, MRFs），在骨骼肌表達的生肌調節(jié)因子稱為 MyoD 基因家族。MyoD 基因家族控制著肌肉的發(fā)育過包括前體肌細胞的定型、增殖以、肌纖維的形成，個體出生后肌肉的成熟和功能的完善整個過程。肌細胞增強因子-2（MEF2）是肌肉特異基因激活的重要轉錄因子，研究表明，MEF2 家族成員的缺失都會表現(xiàn)出部分的肌肉發(fā)育相關基因轉錄受阻。另外，MEF2 直接激活了控制肌肉發(fā)育小 RNA 轉錄因子 microRNAs，miR-1 和 miR-133，這些小 RNA 轉錄因子在肌肉的發(fā)育和分化過程中起重要的作用。
