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雞基因現況與利用
發文日:96/09/21

畜產試驗所遺傳育種組 鍾秀枝 林德育

由中外科學家組成的國際雞基因定序聯合團隊(ICGSC),已繪製出「雞基因圖譜」,根據研究發現,人類和雞很可能是遠親。

其以紅原雞(Gallus gallus)作研究對象,這種紅原雞是家雞遠祖,目前仍存活於亞洲南部。研究結果發現,紅原雞約有二萬到二萬三千個遺傳基因,數量與人類相當。估計約有60%的基因和人類相同,兩者在三億一千萬年前可能擁有共同祖先。

雞的基因分析才在起步階段,不過卻有許多意外之果。過去認為雞沒有嗅覺,但在其序列中發現大量嗅覺基因,反而是味覺基因缺乏,同時雞也缺乏人類泌乳、唾液和牙齒的基因。 另外從雞的基因圖譜得知,鳥類與哺乳類的角蛋白相異極大。

研究團隊之一,牛津大學的專家龐亭(C. Ponting)表示,學界一直認為哺乳動物和鳥類的角蛋白來源相同,但圖譜顯示雞的角蛋白生成品,像是羽毛與喙,有可能在演化過程中獨立進化了兩次。 研究團隊也發現,一般認為飼養雞易於出現近親繁殖的現象。可是當科學家將肉雞、蛋雞、中國羽毛雞三種飼養雞的基因與紅原雞比較,結果發現這三種雞的基因,竟比其先祖的紅原雞來的多樣且豐富。

雞的基因序列與哺乳類有許多差異。以紅原雞為例,基因內分成一對性染色體以及三十八對的體染色體,其中體染色體又可依大小分為巨、微兩種。微體染色體擁有五百萬至兩千萬的鹼基對,在哺乳類上並不多見,但在鳥類、部份魚類及爬蟲類卻經常出現。另一個差異是,雞約有十億個鹼基對,只有一般哺乳類的三分之一。

“雞基因圖譜”可以協助育種者,釐清哪些基因變異可以改變雞隻的生理特徵,選育出高產蛋、肉及抗病能力增強的雞隻品系。

研究發現,白來亨雞與原雞只因一個「CGA1」基因的差異,就導致兩者的體重有很大之差異。 目前國內土雞基因體研究計畫,針對篩選高產土雞特異之基因表現進行研究。因為偏低的產蛋率造成土雞產業成本過高而使競爭力日弱,所以希望藉由功能性基因體及高產基因的研發,瞭解高產蛋土雞在各組織表現的基因(expressed sequence tag research technique)與研發與高產蛋性能有關的基因(利用suppression subtraction hybridization technique),進一步瞭解與克服土雞低產蛋問題。 近年來許多報告指出功能性基因的基因型(genotype)變異影響到外表型(phenotype)的變異,如雞性聯遺傳矮小基因(dwarf gene, dw)是由於生長激素接受體(growth hormone receptor, GHR)基因DNA序列中exon 5與intron 5連接處發生點突變(T→C)所導致(Huang et al., 1993)。

類固醇荷爾蒙與其接受體在動物繁殖上扮演著重要的角色,許多雞的類固醇荷爾蒙接受體基因之DNA序列已部分被定序,如動情素接受體、助孕素接受體及泌乳素接受體等。單股構形多態性(single–strand conformation polymorphism, SSCP)分析方法已普遍被應用於人類基因遺傳變異的研究,其原理是PCR反應所產生之雙股DNA 片段經加熱變性後於聚丙烯醯胺膠體中成為單股DNA片段,片段長度雖然相同,但因序列不同導致二級結構的不同,在電泳時移動速率不同,而在膠體上經染色呈現不同移動電泳態樣(Rolfs et al., 1992)。

SSCP應用在畜產動物之功能性基因多型性的研究有牛、綿羊、豬等,而在家禽方面,Dunn et al.(1998)利用已知泌乳素接受體(prolactin receptor, PRLR) DNA序列設計引子增幅PCR產物,並以SSCP方法找出控制雞藾菢性的候選基因。動情素接受體藉由與動情素之結合以及與特定DNA序列 estrogen receptor element(ERE)來調節受動情素反應的基因之轉錄(transcription)結果(Bollig and Miksicek, 2000 )。 畜產試驗所應用PCR-SSCP分析來亨蛋雞、白肉雞、紅羽土雞、畜試土雞近親品系雞隻HSP70基因遺傳變異,以了解不同雞種熱休克蛋白70 基因的頻率。以聚合?連鎖反應與單股構形多態性(Single Strand Conformation Polymorphism, SSCP)方法檢測 826 個樣品,其中包括 84隻來亨雞、48隻白肉雞、104隻紅羽土雞、以及 590隻畜試土雞四個近親品系(包括 99隻L7、174隻L9、155隻L11及162隻L12)雞隻血樣DNA。共檢出 3種 HSP70基因型基因型 (AA、AB及BB)。

因此,HSP70的交替基因有A 與 B兩個。HSP70的交替基因A 頻率在來亨雞、白肉雞、紅羽土雞、畜試土雞近親品系 L7、L9、L11及L12分別為0.03、0.09、0.37、0.93、0.59、0.62及0.63。本土雞種畜試土雞近親品系及紅羽土雞的交替基因 HSP70A 頻率顯著地高於外來雞種來亨蛋雞及白肉雞基因頻率(P<0.001) 。可應用於遺傳檢測及積因選種。