随着生活水平逐渐提高，人们对羊肉量及高品质羊肉的需求日益增加。2020年，我国肉羊存栏量30 655万只，出栏量31 941万只；而2021年一季度出栏量已经达到7 095万只，同比增长7.4%，肉羊存栏量还有待提高。因此，在培育优质品种羊的同时增加羊繁殖效率迫在眉睫。生物体进行基本生命活动过程中，基因是调控生物体的基本要素，基因间的相互协调合作构建了不同功能的生物体。多胎性状是决定羊繁殖能力的重要指标，多胎基因作为控制羊产羔的主效基因，更在其中发挥重要作用。本文介绍主效多胎基因、生殖激素相关基因及其他多肽候选基因的功能、定位及等位基因等，为后续研究及绵羊育种提供参考。1多胎基因研究进展1.1主效多胎基因1.1.1骨形态发生蛋白受体-1B（BMPR-1B）骨形态发生蛋白受体是一类跨膜的丝氨酸/苏氨酸激酶家族，其中包含BMPR-1A、BMPR-1B及BMPR-2等3种基因型。上述基因主要参与BMP信号通路，该通路可调节不同物种的生殖过程[1]。BMPR-2基因主要在颗粒细胞中表达，作为骨形态发生蛋白15（BMP15）和生长分化因子9（GDF9）的受体在卵泡发育过程中和排卵过程发挥重要作用[2-3]。若无BMPR-1A基因和BMPR-1B基因的帮助，BMPR-2基因无法与BMP15和GDF9相结合并发挥生物学功能[4]。BMPR-1A、BMPR-1B及BMPR-2形成的三元复合体磷酸化后，作为SMAD家族SMAD1、SMAD5和SMAD8的特异性受体在BMP通路中发挥重要作用，这一复合物进一步与SMAD4相结合，调节排卵相关基因的转录[5]。绵羊骨形态发生蛋白受体-1B（BMPR-1B）基因（Gene ID：443454）定位于6号染色体上，全长587 498 bp，包含17个外显子。该基因不仅在繁殖相关器官组织（卵巢、输卵管、子宫等）中表达，在全身各器官组织中也有表达[6]。BMPR-1B基因在生物体中存在多种突变，其中Fec B突变即编码基因746位A转变为G，导致第249位氨基酸Q转变为R。这种突变对绵羊的排卵数具有累加效应，即每增加一个拷贝将额外多排卵1.5~3.0枚，故BMPR-1B基因的Fec B突变型已成为绵羊高繁殖力标记基因之一[7]。1.1.2骨形态发生蛋白15（BMP15）骨形态发生蛋白（BMP）参与调节卵巢内卵泡的生长、成熟和排卵，可直接影响羊的排卵率和产仔数，该基因的特异性突变能够增加羊的繁殖率[8]。绵羊BMP15（也被称为FecX）基因（Gene ID：100141303）定位于X染色体上，基因全长8 685 bp，包含2个外显子。目前报道的FecX基因的6种突变（FecXI、FecXH、FecXG、FecXB、FecXL和FecXR，突变位置见表1[9]），均可造成编码氨基酸的改变，进而改变卵泡发育状态，在绵羊杂合子个体中可增加产羔率，而在纯合子个体中则会阻断或改变卵泡的发育。在很多报道中，为验证或鉴定多胎品系均将该基因作为候选基因。XX.XXXX/j.issn.1672-9692.2022.11.017.T001表1BMP15基因的6个突变Tab.1Six mutations in BMP15 gene类型碱基的变化氨基酸的变化品种FecXIGTC896GACV299D新西兰罗姆尼绵羊（New Zealand Romney）FecXHCAG871TAGQ291Ter新西兰罗姆尼绵羊（New Zealand Romney）FecXGCAG718TAGQ239Ter爱尔兰剑桥绵羊（Irish Cambridge）FecXBAGC1100ATCS367I爱尔兰剑桥和贝尔克莱尔绵羊（Irish Cambridge and Belclare）FecXLTGT962TATC321Y法国拉科纳绵羊（French Lacaune）FecXR525-541del17bp154-159del WVQKSP西班牙阿拉贡萨绵羊（Spanish Rasa Aragonesa）1.1.3生长分化因子9（GDF9）GDF9基因是转化生长因子β（TGF-β）超家族中的卵母细胞源性生长因子。该基因在卵母细胞中高度表达，对周围的体细胞具有关键影响，尤其是颗粒细胞、卵丘和卵泡膜细胞[10]。发育中的卵母细胞与周围滤泡细胞之间的旁分泌相互作用对卵泡和卵母细胞的正常发育非常重要[11]。绵羊生长分化因子9（GDF9）基因（Gene ID：100217402）定位于5号染色体上，基因全长3 545 bp，包含2个外显子。目前报道的GDF9基因存在多种突变体（G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7、G8、FecGE、FecGH、FecTT及FecGV），该基因的突变增加了杂合子个体的排卵率，但在纯合子个体中存在一些卵泡发育受到影响并产生不育现象。有研究显示，存在FecGH突变体的杂合母羊排卵率增加而纯合母羊不育，表明该突变在纯合子状态下能够提高排卵率和产仔数[12-14]。1.2生殖激素相关基因1.2.1下丘脑-垂体-性腺轴多胎相关基因绵羊促性腺激素释放激素1（GnRH1）基因（Gene ID：101111690）定位于2号染色体上，全长3 848 bp，包含3个外显子。促性腺激素释放激素受体（GnRHR）基因（Gene ID：443413）定位于6号染色体上，全长25 596 bp，包含3个外显子。促黄体生成素β（LHB）基因（Gene ID：443395）定位于14号染色体上，全长1 390 bp，包含3个外显子。卵泡刺激激素β（FSHB）基因（Gene ID：443387）定位于15号染色体上，基因全长4 926 bp，包含3个外显子。卵泡刺激激素受体（FSHR）基因（Gene ID：443299）定位于3号染色体上，基因全长251 752 bp，包含11个外显子。上述基因在绵羊下丘脑-垂体-性腺轴（hypothalamic-pictuitary-ovarian axis，HPOA）中发挥繁殖相关功能。下丘脑-垂体-性腺轴中多胎相关基因互作过程见图1。XX.XXXX/j.issn.1672-9692.2022.11.017.F001图1下丘脑-垂体-性腺轴中多胎相关基因互作Fig.1Multiparity-related gene mapping in the hypothalamic-pituitary-gonadal axis由图1可知，GnRH1主要在哺乳动物下丘脑表达，经血液循环到达垂体后，与特异性受体促性腺激素释放激素受体（GnRHR）相结合调节黄体生成素（LH）和卵泡刺激素（FSH），并在垂体中的表达；FSH则会与特异性受体促卵泡激素受体（FSHR）在性腺中结合。最终产物会促进生物体卵泡成熟，雌激素分泌，排卵及黄体的生成与发育[15-16]。1.2.2催乳素受体基因（PRLR）绵羊PRLR基因（Gene ID：554331）定位于16号染色体上，全长1 743 bp，包含3个外显子。PRLR是一种膜锚定蛋白，存在于许多成年哺乳动物的组织中，属于1类细胞因子受体超家族和生长激素受体属同一家族[17]。PRLR存在两种不同的亚型，即长型和短型，其差异表达随着生殖和哺乳的不同阶段而不同。PRLR基因的多态性与母亲行为以及整个哺乳期乳腺的变化有关。PRLR是催乳素的特异性受体，大脑对PRLR基因表达的特异性控制与母性行为的诱导相关[18-20]。1.2.3雌激素受体基因（ESR）绵羊ESR基因（Gene ID：443228）定位于8号染色体上，基因全长523 700 bp，包含11个外显子。ESR是动物雌激素的特异性受体，参与调节哺乳动物的机体发育，在多种组织（卵巢、骨骼、胸腺、肾上腺、脑干、下丘脑等）中均有表达[21]。ESR基因存在两种亚型，即ESR1及ESR2，分别编码两种蛋白ESRα及ESRβ，通过调节基因转录过程进而对胚胎发育及生物体发育起到调节作用[22]。1.3其他多胎候选基因抑制素α亚基（INHA）基因（Gene ID：101118082）定位于2号染色体上，基因全长3 852 bp，包含2个外显子。INHA基因在羊各组织中均有表达，尤其是卵巢，推测该基因可能通过调节mRNA的表达量进而调节卵巢发育及卵泡形成[23]。亲吻素（KISS-1）基因（Gene ID：101107719）定位于12号染色体上，基因全长7 821 bp，包含3个外显子。G蛋白偶联受体54（GPR54）基因（Gene ID：100144753，也被称为KISS-1R）定位于5号染色体上，全长4 089 bp，包含5个外显子。KISS-1及GPR54在多组织中均有表达，尤其是生殖系统相关组织。GPR54是KISS-1的特异性受体，二者在下丘脑中结合，共同参与哺乳动物性成熟及青春期发育[24-25]。骨形态发生蛋白4（BMP4）基因（Gene ID：443502）定位于7号染色体上，基因全长6 144 bp，包含4个外显子。该蛋白也是TGF-β家族成员之一，在两性繁殖方面发挥重要作用，可参与精子及卵细胞发育[26]。视黄酸受体γ（RARG）基因（Gene ID：101106414）定位于3号染色体上，基因全长26 824 bp，包含14个外显子。RARG共有3种同工分型（α、β、γ），属于类维生素，在绵羊多组织中均有表达，主要在睾丸中发挥功能，参与繁殖及胎儿发育过程[27]。维生素A具有促进卵子及精子生长发育等功能，在动物繁殖过程中发挥巨大作用。视黄醇结合蛋白4（RBP4）是维生素A的特异性转运蛋白，参与动物性成熟过程，其基因（Gene ID：101105458）定位于22号染色体上，全长19 325 bp，包含8个外显子。此外，RBP4还可参与卵泡的发育和成熟及胚胎的生长和发育[28]。2多胎基因的应用多胎性状在动物繁殖过程中属于数量性状，由多基因调控，繁殖性状的改良通常由数量遗传学方法调控。由于繁殖性状的遗传力较低，在一个品种内通过选择增加产仔数将是一个耗时的过程。若确定与繁殖有关的主基因，即可通过分子标记辅助选择将其引入育种中，从而快速将优良基因型输入育种群体[29]。BMPR-1B基因的突变体FecB基因是一个常染色体基因，可通过共显性效应和部分显性效应提高排卵率。布鲁拉绵羊的高繁殖力与卵巢及颗粒细胞中表达的骨形态发生蛋白受体1B（BMPR-1B）的保守细胞内激酶信号域的非保守突变（q249r）有关[30]。单基因突变会给生物体带来新的性状，而多胎又是一个多基因控制的复杂过程。因此，通过研究多胎主效基因、生殖激素相关基因等的生物学功能，进而诠释多胎性状的整个过程尤为重要。类固醇激素及其受体在哺乳动物生殖功能及性发育过程中起到至关重要的作用，可直接影响卵泡的大小及数量。但目前尚无该类物质对多胎性状具有累加效应的相关研究报道。对小尾寒羊突变种群的研究表明，Kiss和GPR54基因共同参与哺乳动物性成熟及青春期发育，但作用机制尚不明确[31-32]。影响多胎性状的基因不止前文涉及的基因，仍有部分基因有待发掘，对此类基因的深入研究意义重大。羊的多胎性状是多基因配合的结果。但每个基因具有多种分型或多种突变，在育种工作中要准确对多胎性状进行检测相对较难。基因多态性检测在实际试验过程中应用较多，大体可分为限制性片段长度多态性（RFLP）、单链构象多态性（SSCP）及高分辨率熔解曲线（HRM）等。无论是基于基因凝胶电泳的检测方法还是基于SNP位点检测的测序方法均能够很好地为育种工作提供参考。3展望目前还有一些多胎基因的突变体有待鉴定，主效及辅助基因的作用机制尚未阐述清楚。在育种工作中，借助高通量测序的辅助选择手段尤为重要。在羊繁育过程中获得良种，加速羊产业的振兴和发展是未来产业发展和进步的方向。