【资料】 【文献翻译】狗的奶油毛色的遗传机制

羽·凌风

The Genetics of Cream Coat Color in Dogs
狗的奶油毛色的遗传机制（2007）

SHEILA M. SCHMUTZ AND TOM G. BERRYERE
From the Department of Animal and Poultry Science, University of Saskatchewan, Saskatoon, Canada S7N 5A8.
Address correspondence to S. M. Schmutz at the address above, or e-mail: [email protected].

摘要 Abstract
我们研究了27只奶油色的狗，发现如果狗的MC1R基因型是e/e，就可以表现出奶油色。所有该基因型的秋田犬（Akita）、高加索山地犬（Caucasian Mountain Dogs）、德国牧羊犬（German Shepherd Dogs）、小型雪纳瑞犬（Miniature Schnauzer）和匈牙利长毛牧羊犬（Puli）都表现出了奶油色，这表明这种基因型可能会导致黑色素的稀释或淡化。反过来，尽管中国沙皮犬（Chinese Shar-Pei）和贵宾犬（Poodles）也拥有e/e的基因型，但不是所有这种基因型的狗都表现出了奶油色。今天，有许多拥有e/e基因型的金毛寻回犬（Golden Retrievers）和拉布拉多寻回犬（Labrador Retrievers）都是奶油色的，而不是传统的黄色和金色。这说明奶油色应该是由两个或多个等位基因调控的，但只有其中一个等位基因调控了黑色素的稀释或淡化。过去的研究表明，酪氨酸酶（TYR）和色素基因SLC45A2会导致其他物种的毛表现出奶油色，因此我们将其作为联合调控的候选基因。尽管我们检测到TYR和SLC45A2的cDNA序列存在多态性，但这种多态性并没有和狗的奶油毛色表现一致。

奶油色或白色是一种相对常见的毛色，但这种毛色的遗传机制尚未明了。所有萨摩耶（Samoyed）、美国爱斯基摩犬（American Eskimo Dogs）和西高地白梗（West Highland White Terriers）都是白色的。而最近，被称为“黄得就像印刷的”的拉布拉多寻回犬也出现了很多比黄色更浅的色型（图2右下角）。同样的，一些金毛寻回犬的颜色也变得比金色更加柔滑。

其他品种的狗也出现了许多奶油色和白色。比如说德国牧羊犬就出现了奶油色的色型，尽管选美圈不认可这种色型，但爱好者还是为这种狗成立了专门的俱乐部。

Little (1957)认为，C基因的ccb等位基因会使褐黑素（phaeomelanin）淡化变成乳白色，另一个等位基因c^e则可能会使褐黑素降解为白色，并会在纯合子中导致白化病。在几个物种中，C基因被认为是调控TYR的基因，由这个基因所引发的白化病已在小鼠(Yokoyama et al. 1990)、人(Oetting and King 1994; Fukai et al. 1995)、兔(Aigner et al. 2000)、牛(Schmutz et al.2004)和猫(Schmidt-Kuntzel et al. 2005; Imes et al. 2006)身上发现。

SLC45A2基因在过去被称为MATP或AIM-1，已被证实可以调控马的多种色型（chestnut/palamino/bucksin and bay/cremello/perlino）(Locke et al. 2001, Mariat et al. 2003)、鼠的白化色型(Sweet et al. 1998)、青鳉鱼的金色色型(Fukamachi et al. 2001)以及人的眼皮肤白化病四型(Newton et al. 2001)。在某些犬类例如贵宾犬中，褐黑素沉着的共显性稀释会导致红色、杏色或乳白色(Sponenberg and Rothschild 2001)，与MC1R基因的e/e基因型(Newton et al. 2000)在马中的表现相似(Locke et al. 2001; Mariat et al. 2003)，Uw^dbr等位基因在小鼠身上的表现也类似(Sweet et al. 1998)。

因此，我们在狗身上研究了TYR和SLC45A2基因对e/e基因型的狗（例如拉布拉多寻回犬、金毛寻回犬和中国沙皮犬）的毛色调控。我们还对几种具有奶油色和白色变异的狗进行了基因分型，以确定MC1R基因是只参与了褐黑色素的淡化表达（e/e基因型）(Newton et al. 2000)、还是同时影响了褐黑色素和真黑素（E或E^M等位基因）(Schmutz et al. 2003)。

材料和方法 Materials and Methods

狗及其家族 Dogs and Families

我们从11个狗家族身上获得了DNA样品用于基因分型。其中包括秋田犬（1）、高加索山地犬（1）、中国沙皮犬（2）、金毛寻回犬（1）、拉布拉多寻回犬（1）、贵宾犬（3）和匈牙利长毛牧羊犬（2）。狗的照片也都留下用于对比毛色。另外，在收集过程中，我们还得到了27只独立的奶油色和白色狗的样本，可以用于分离毛色基因的研究。

我们将采集到的皮肤组织、尾肉组织和在以前的毛色研究中收集到组织(Schmutz et al. 2002, 2003)置于液氮或RNAlater (Ambion Inc., Austin, TX)中保存不超过20分钟，以提取TYR和SLC45a2的RNA序列。


多态性检测 Polymorphism Detection（具体操作简化）

对于所有的样本，我们都使用PCR–RFLP分析来检测MC1R的E^M、E和e等位基因，具体方法在其他文献中有所提及(Schmutz et al. 2003)。

TYR多态性的检测方法和Schmidtz and Schmutz (2002)的研究相同。FH2312的微卫星等位基因则是用聚丙烯酰胺凝胶电泳进行检测(Mellersh et al. 2000)。

为研究这些表现型在狗中的共分离模式，我们尝试通过鉴定多态性作为共分离分析的标记。我们使用引物（图1）获得SLC45A2的序列，这些引物是用人的SLC45A2序列(GenBank no. NM_01618)搜索狗的BAC序列(GenBank no. AAEX01017083)后确定的。

我们在SLC45A2基因中鉴定出了两种多态性。在SLC45A2的外显子1中检测到了不改变氨基酸的单核苷酸多态性（SNP）(150G.A) (GenBank no. DQ118774)。在这个SNP点有一个AciI切割位点。

在SLC45A2的内含子2种发现一个微卫星BAC序列(GenBank no. AAEX01017083)。我们检测了35个样本的7个等位基因的内含子2。这些等位基因的大小不等，从220到296 bp。


图1：引物和SLC45A2基因样本。

结果和讨论 Results and Discussion

在秋田犬（图1）、高加索山地犬、全部中国沙皮犬、全部贵宾犬和全部匈牙利长毛牧羊犬家族中，奶油色狗的MC1R基因都是e/e基因型（图2）。此外，我们还发现17只独立的奶油色和白色的狗中（奶油色不是唯一色型），奶油色也和MC1R基因的e/e基因型有关。这里面包含了3只卡迪根威尔士柯基犬（Cardigan Welsh Corgi）、3只中国沙皮犬、5只德国牧羊犬、2只大白熊犬（Great Pyrenees）和3只小型雪纳瑞犬。其他白色狗的基因型也为e/e，包括6只美国爱基斯摩犬、3只萨摩耶和1只西高地白梗。而对于金毛寻回犬和拉布拉多寻回犬而言，尽管所有个体的基因型都是e/e，但一些个体是黄色的，一些又是奶油色的（图2，右下）。

在本研究涉及的所有家族中，奶油色都呈现出常染色体隐性遗传的模式。但是单独的e/e基因型却不会导致这些狗出现奶油色，因此我们假定对于某些品种的狗而言，e/e基因型需要和其他基因相互作用，才能产生奶油色而不是产生黄色或红色。


图2：MC1R基因的基因型为e/e的狗的照片，图示的狗的奶油毛色都很有代表性。从上到下、从左到右分别为：秋田犬、小型雪纳瑞犬、德国牧羊犬、匈牙利长毛牧羊犬和高加索山地犬。最后一张拉布拉多寻回犬的照片示奶油色和黄色的区别。


酪氨酸酶 TYR

我们从1只奶油色型的匈牙利长毛牧羊犬、1只白化的拉萨犬（Lhasa Apso）、2只白化的杜宾犬（Doberman Pinschers）、1只蓝色的杜宾犬和1只黑白间杂的大明斯特兰犬（Large Munsterlanders）身上提取到了完整的TYR序列(Gen-Bank no. AY336053)作为控制组。尽管检测到几个SNP点（其中，780A.T, 882A.G, 1223G.A会导致精氨酸被谷氨酰胺替代；1312C.T会导致赖氨酸被苯基丙氨酸替代），但这些序列没有一个和之前检测的奶油色和白化狗相同。

我们之前已在TYR中发现了一个多态性，175G.A (GenBank no. AF473807)，它会导致一个缬氨酸变成异亮氨酸(Schmidtz and Schmutz 2002)，这会让基因定位到CFA21而非和FH2312重组。一些奶油毛色的狗是杂合子，这说明这些变种和奶油毛色的隐性遗传无关。来自金毛寻回犬家族的7只幼仔（图3）和来自拉布拉多寻回犬家族的4只幼仔的奶油毛色和TYR基因的FH2312微卫星位点都没有呈现出共分离的现象（LOD = -5.02）。这说明启动子和内含子的突变和褐黑素的沉积变化没有关联。


图3：金毛寻回犬家族的谱系图。奶油色（白圈所示）和其他狗的基因型都是e/e。数字表示来自父亲和母亲的微卫星（位于TYR附近的FH2312等位基因）。


色素基因 SLC45A2

对比奶油色的贵宾犬、暗红色的布列塔尼猎犬（Brittany Spaniel）和黑白间杂的大明斯特兰犬的SLC45A2基因序列(GenBank no. DQ302162)后，我们没有发现会影响氨基酸的突变。我们检测出了一个SNP，150G.A，位于外显子1 (GenBank no.DQ118774S1)，但这个变异产生的狗家族中没有出现褐黑素表现型的变化。我们也在内含子2中确定了一个微卫星，但这也和拉布拉多寻回犬家族中的淡色和深黄分离的表现无关（LOD = -2.8，图4）。

这个微卫星在其他几个狗家族中呈现出了多态性。通过1个法国布列塔尼犬（French Brittany）、1个纽芬兰犬（Newfoundland）、1个卡迪根威尔士柯基犬和1个特伏丹犬（Tervuren）家族，我们建立了遗传连锁图。SLC45A2基因和FH2097的位点距离为4.9 cm (LOD = 5.158)。

由于奶油毛色的狗的MC1R基因的基因型总是e/e，因此我们可以预见，奶油毛色的等位基因在秋田犬、高加索山地狗、德国牧羊犬、小型雪纳瑞犬和匈牙利长毛牧羊犬中是杂合的。而对于整个品种的基因型都是e/e的狗（例如金毛寻回犬、拉布拉多寻回犬和贵宾犬）而言，TYR和SLC45A2和奶油色都没有出现分离。


图4：拉布拉多寻回犬家族的谱系图。奶油色（白圈所示）和暗黄色狗的基因型都是e/e。数字表示来自父亲和母亲的微卫星（位于SLC45A2的内含子2）。

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一个简短的文献，这种研究课题，总感觉……
狗贩子大概会喜欢