猪属于脊椎动物，其脊椎分为颈椎、胸椎、腰椎、荐椎和尾椎，胸椎数决定了肋骨对数，而颈椎、荐椎和尾椎数相对固定。研究表明猪颈椎通常为7根^[1-3]。Frietson^[4]报道哺乳动物的颈椎数通常固定为7根，荐椎数基本固定为4根，但其胸椎数(肋骨对数)和腰椎数存在种类差异。1960年King等^[5]报道在西方商业猪种中胸椎数为14~16根，腰椎数则为5~7根不等。野猪及中国大部分地方猪种的胸腰椎总数为19根，但是欧洲商业猪种却达到21~23根^[6]。西方商业猪种在选育的过程中对体型特别是体长进行了高强度的人工选择，以便提高产肉量，而胴体的长度主要取决于胸椎与腰椎的数量，从而使得西方商业猪种在选育的过程中胸腰椎数也随之增加。

脊椎数目具有很高的遗传力，达到了0.74^[7]。Mikawa等^[3]发现NR6A1基因第134位点出现氨基酸(脯氨酸→亮氨酸)的突变，导致腰椎数的变异。A等位基因在西方猪种中因纯合而被固定^[8]。2013年，江西农业大学黄路生院士课题组，发现了VRTN基因129 bp碱基的插入/缺失突变是影响猪胸椎数(肋骨数)的因果突变位点，插入片段的个体比缺失突变的个体多1对肋骨，后续在商业肉猪的屠宰试验中证实了此突变位点的效应^[9]；且脊椎数与胴体长显著相关，每增加一根脊椎数可使体长增加80 mm的长度^[10]，因此增加了猪的单位产肉效率。此位点影响猪胸椎数，即肋骨对数，在华南地区，排骨价格居高不下，是肉猪出产的重要产品。若是将VRTN基因应用在猪育种中，可快速改善猪的体长及产肉量，且增加1对肋骨，将大大提高猪的商品价值。猪育种公司可以利用VRTN基因标记辅助选择选育各原种核心群体，最终达到提高商品猪肉价值的终极目标。

2012年，温氏集团在温氏商业配套肉猪以及不同品种的种猪核心群体中开展猪VRTN基因的检测，发现其优势等位基因纯合的肉猪比劣势等位基因纯合肉猪平均多1对肋骨，且不同品种的种猪核心群中存在不同程度的变异。本研究利用群体基因频率分析、基因型与性状相关分析等方法，估算VRTN基因在温氏长白专门化品系W51和专门化品系W52核心群中的影响以及基因变异程度，制定特异的多肋骨品系培育方案，实施不同的分子标记辅助选择方案，辅助选留，为培育多肋骨系奠定基础。

1 材料与方法 1.1 试验动物

试验动物为温氏集团国家生猪种业工程技术研究中心研发基地三和试验场的试验肉猪、水台原种场W51长白核心群体以及清远原种场W52长白核心群体。

样本总数1 370头，其中温氏商品肉猪217头，W51品系长白913头，W52品系长白240头。利用耳号钳剪取已使用φ为75%乙醇溶液消毒过耳尖的待检猪只耳样2~3 g，放入装有φ为75%乙醇溶液的1.5 mL离心管内，低温保存。

1.2 基因型判型

基因位点检测先采用苯酚-氯仿法提取基因组DNA。PCR反应体系总体积为20 μL，包括模板DNA 40 ng，10 × buffer 2.0 μL，25 mmol· L^-1MgCl₂ 1.2 μL，10 mmol· L^-1dNTP 0.3 μL，正向引物0.4 μL，反向引物0.4 μL，Taq聚合酶0.5 μL，超纯水13.2 μL。PCR循环参数：94 ℃变性3 min，退火温度为61.8 ℃，72 ℃延伸10 min，共36个循环。正反向引物序列(5′→3′)分别为：GGCAGGGAAGGTGTTTGTTA和GACTGGCCTCTGTCCCTTG。

PCR产物通过20 g·L^-1的琼脂糖凝胶电泳来判型：在电泳图中一种是只有长片段(384 bp)扩增产物, 一种是只有短片段(93 bp)扩增产物, 还有一种是既有长片段又有短片段的扩增产物。只有长片段的个体为ins/ins型，只有短片段的个体为-/-型，长短片段都有的为ins/-型。

1.3 数据处理

通过R软件进行表型与基因型的相关分析，模型为：

$ y=\mu +\mathrm{Z }\!\!\alpha\!\!\text{ }+e $

式中，y为所测得的表型值，μ 为总体平均值，Z为基因型的指示矩阵，α为SNP随机加性遗传效应向量，且α ~ N (0，Gσ_α²) (G为分子血缘相关矩阵，σ_α²为加性遗传方差)，Zα为基因型效应，e为残差。

2 结果与分析 2.1 VRTN基因频率和基因型频率分析

对420头温氏商品肉猪的VRTN基因突变位点进行了基因分型，其VRTN基因频率分布情况如表 1所示。分析结果(表 1)表明，在温氏商品肉猪中q等位基因频率达41.55%，说明温氏商品肉猪具有很大的改良空间。

2.2 VRTN效应和表型变异分析

对上述商品肉猪中的217头进行了屠宰试验，并记录每头猪的肋骨对数，同时对这些试验肉猪的VRTN因果突变位点进行了基因分型。然后，利用R软件进行了遗传效应分析与肋骨数表型变异系数计算，结果见表 2。从表 2可以看出，遗传效应分析验证了在终端商品肉猪中QQ基因型的猪只较qq基因型猪只多了近1对肋骨，说明可以通过分子标记辅助选择并进行基因改良。

2.3 2个长白核心群的VRTN基因频率和基因型频率

从2个长白群体的VRTN基因频率及基因型频率分布(表 3)来看，VRTN在2个群体中均存在变异，但是2个群体表现差异不大，优势等位基因(Q)频率均比较高，在W51和W52长白核心群中分别为0.905和0.844。

2.4 VRTN基因型与W51选育表型的相关分析

由VRTN与W51群体31个选育性能指标的相关分析结果(表 4)可以看出，在体长和综合评分方面，QQ型个体极显著优于qq和Qq型个体。在日增重性能方面，qq型具有极显著优势。由于qq型个体较少，不能排除结果差异是误差造成的可能性。而3种基因型在其他性能表现中差异均不显著。

2.5 VRTN基因型与W52选育表型的相关分析

由VRTN与W52群体31个选育性能指标的相关分析结果(表 5)可以看出，在校正100 kg/115 kg体重日龄估计育种值方面，QQ型个体优势显著。3种基因型在其他性能指标中表现差异均不显著。

3 讨论与结论 3.1 VRTN在温氏商业配套肉猪中的效应验证

种猪育种一般都是在纯种核心育种群中开展育种工作，但是育种最终的效果体现在终端商品肉猪的商业价值。因为不同的群体存在基因特异性，所以基因育种的成效能否传递到本公司的终端肉猪产品中，还需要在公司的商品群体中进行验证。本研究在温氏217头商品肉猪中检测了VRTN主效基因位点，并进行了肋骨数的屠体测量，分析了VRTN基因与肋骨数的相关效应，结果发现QQ型猪只比qq型猪只平均多1对肋骨，这与前人研究结果一致^[11]，证明VRTN对温氏商品肉猪的肋骨对数确实可以产生影响，可以开展纯种核心群中该基因的纯化选育。

3.2 温氏W51长白核心群体的VRTN基因分子选育选择方案

长白作为商业配套肉猪生产中的第一父本品种，担负着作为父本生产终端二元杂交母猪的重要角色，其与生产、繁殖相关的各性状都需要经过严格的选育。本研究在温氏W51核心育种群中检测影响猪胸椎数(肋骨对数)VRTN基因的主效位点变异情况，结果显示：在温氏集团W51核心育种群中，VRTN优势等位基因频率高达90.5%，这比2015年Yang等^[11]检测的长白群体的优势等位基因频率(82.0%)高8.5%。主要原因是此群体封闭选育近20年，虽然没有进行过此方面的基因育种，但是对体长进行了长期的表型选择，从而导致优势等位基因频率较高，这也与基因型与表型相关性结果分析一致，W51系QQ型猪只体长优势极显著。而在日增重方面，虽然qq型个体优势明显，但极有可能是由于qq型个体较少造成的，且日增重并不是温氏长白系选育指数的绝对指标，仅仅是参考指标，VRTN的分子标记辅助选择并不与选育目标矛盾，可以进行完全纯化。由于优势等位基因频率较高，可以直接进行核心群优化，QQ型后备猪更新qq和Qq猪只，将qq和Qq猪只直接进行淘汰或者转至扩繁群，完成核心育种群的短期快速优化。目前温氏W51系长白VRTN基因优势等位基因频率达100%，已育成多肋骨长白特色品系。

3.3 温氏W52长白核心群体的VRTN基因分子辅助选择方案

温氏W52系核心群体VRTN基因的表现与W51系群体略微不同，VRTN优势等位基因频率为84.4%。VRTN基因型与生产性能相关分析结果显示，有利基因型仅与校正100 kg/115 kg体重日龄估计育种值呈极显著负相关。这一结果与Yang等^[11]研究结果不同，Yang等^[11]研究的长白群体发现VRTN与乳头数极显著相关，在本研究的群体中虽然QQ型的乳头数均值更高，但是两者并不显著相关，这可能是由群体特异性造成的。温氏W52群体的VRTN优势等位基因型与选育目标一致(日龄估计育种值更小)，且对其他性状的选育没有影响，可以开展分子标记辅助选择。结合现场情况，此群体处于扩群阶段，不强求直接优化基础群，建议先优化公猪，再逐步扩展至基础群优化，按照此优化时间，需约2年的时间同时完成扩群及VRTN基因的优化工作。温氏W52核心育种群通过2年的VRTN分子标记辅助选择，优势等位基因频率达98.2%。

3.4 关于同品种不同品系的种猪群体特异性

在本研究中，同为长白品种的W51系和W52系核心育种群体系VRTN基因频率差异不显著，但是其基因型和选育性状的相关分析表现出较大差异。且与Yang等^[11]研究的长白群体也不尽相同。虽然有差异，但是3个群体的VRTN优势基因型均与选育目标一致，这就造成了基因频率差异不显著，但是基因型与选育性状的相关分析在3个群体差异较大。这方面的差异主要是由核心育种群都是以固定的育种目标经过长期选育形成的，这就表现出同样的基因在不同的核心育种群中对各生产性状的影响表现不同。所以分子标记育种不能通用于任何群体，即使是相同品种，不同品系依然是需要进行分析和试验验证的。即使相同品系，在不同的地域组建的群体，在分子育种方面依然需要作为不同的群体来制定方案，这就是群体特异性造成的影响。在分子标记辅助选择应用的过程中，最重要的一环还需要充分结合现场实际情况，如W52因需扩群而与W51采用了完全不同的应用方案。以上观点在关于抗腹泻基因和氟烷基因的分子标记应用研究中也有所体现^[12-13]。在本研究中2个不同品系的长白群体均可以开展VRTN基因的分子标记辅助选择，但是结合现场实际情况，应用了不同的方案实施，均获得了良好的选育结果。

致谢:

感谢江西农业大学省部共建猪遗传改良与养殖技术国家重点实验室给予的支持。