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生殖效率是影响 cattle industry 持续性的关键因素,FSHR基因多态性与辅助生殖技术效果存在关联。系统性回顾29项研究,34.6%存在方法学偏倚(SNP位置及序列信息缺失),主要分析exon10(g.1973C>G;g.337C>G)和5'UTR(g.-278G>A)变异,生物信息学显示exon10变异影响受体结构。8项 genotype-phenotype关联研究(自然发情4例,激素干预4例)表明,激素干预组(P<0.05)的显著关联率高于自然发情组,提示环境管理对表型影响显著。结论指出FSHR多态性可作为调控卵巢反应的辅助因子,而非主要 fertility基因。
Sari Yanti Hayanti | Desiana Ade Mahari | Eko Handiwirawan | Santoso Santoso | Tri Puji Priyatno | Rahma Isartina Anwar | Ferdy Saputra | Jonathan Anugrah Lase | Mokhamad Fakhrul Ulum | Amrozi Amrozi | Herdis Herdis | Bambang Purwantara
印度尼西亚西爪哇省茂物市IPB大学研究生院兽医生物医学科学专业
摘要
繁殖效率是导致牛产业不可持续性的关键因素。卵泡刺激激素受体(FSHR)在调节卵巢卵泡发育和对辅助生殖技术(ART)的反应中起着重要作用。本系统综述综合了29项研究,以评估FSHR基因多态性与牛繁殖结果之间的关系。研究发现,34.6%的研究存在方法学偏差,原因是单核苷酸多态性(SNP)位点和原始序列的报告不完整。最常见的SNP变异位于外显子10(例如g.1973C>G;g.337C>G)和5'非翻译区(5'UTR)(例如g.-278G>A),这些变异在地理和物种分布上存在差异。生物信息学分析表明,外显子10中的变异位于受体的功能重要胞外域。所有研究基因型-表型关联(n=8)均涉及自然发情(n=4)和激素干预发情(n=4)的母牛。然而,大多数显著关联(P < 0.05)归因于激素干预。这些显著发现表明,无法简单地将特定杂合子或纯合子优势作为FSHR基因的遗传模式。基因型与繁殖表型之间的关联在很大程度上取决于特定SNP、品种和所测量的表型参数之间的复杂相互作用。因此,可以得出结论,FSHR多态性具有调节卵巢反应的潜力,尤其是对辅助生殖技术的反应,而不仅仅是一个主要的生育基因。
引言
繁殖效率对牛产业的经济可行性至关重要,因为繁殖成功率直接影响生产力和运营的可持续性。繁殖过程的调节由卵泡刺激激素(FSH)介导,其活性高度依赖于FSH受体的可用性和功能性(Ulloa-Aguirre等人,2018)。该受体在卵巢卵泡发育、排卵和胚胎质量调节中起着核心作用(Deguettes等人,2020)。FSHR的功能重要性不仅体现在其在卵巢颗粒细胞的特异性表达上,还体现在FSHR表达减少会导致颗粒细胞凋亡的现象(Du等人,2016;Wang等人,2024)。此外,该基因中的单核苷酸多态性可能改变FSHR的结构和功能(Bhartiya和Patel,2021)。因此,FSHR的遗传变异被认为是个体牛和群体间繁殖反应差异的分子基础。大量研究表明,FSHR基因多态性影响牛对辅助生殖技术(如超排卵和胚胎移植)的反应(Cory等人,2012;Snider等人,2023)。Hirayama等人(2019)的研究甚至证实了特定FSHR基因变异与繁殖效率提高之间的强关联。这一发现为精准繁殖管理提供了机会,通过了解FSHR基因变异可以定制激素方案以优化繁殖结果。然而,这些发现的应用复杂性导致结果存在很大差异,这取决于品种、亚种和管理方案(Andreas等人,2014;Snider等人,2023;Setyorini等人,2023)。这种变异性突显了FSHR作为调节卵巢反应的关键基因的重要性。在进化背景下,纯化选择可以消除主要有害等位基因(Brunet等人,2021),因此单个基因(如FSHR)对自然生育能力的影响可能是微妙的,并源于多基因相互作用,而不仅仅是一个主要的决定因素。
尽管已经鉴定出几个关键的FSHR变异,但仍然缺乏全面的、基于证据的综合性研究。这样的研究对于整合FSHR变异的系统发育模式和地理分布及其对蛋白质结构稳定性和辅助生殖干预表型反应的功能影响至关重要。在没有这种综合研究的情况下,无法最佳评估FSHR变异在精准育种框架中的应用——特别是基于分子标记的牲畜选择以加速遗传群体改良。因此,进行了这项系统综述,通过透明和可重复的过程来解决现有研究结果中的不一致性,从而得出全面的证据综合(Shaheen等人,2023)。本综述旨在绘制亚种特异性FSHR变异的地理分布和模式,生物信息学分析遗传变异对FSHR蛋白质结构稳定性的影响,并研究基因型-管理方案与繁殖结果之间的相互作用。
伦理和动物护理
本系统综述仅基于先前发表的科学文献的分析和综合,因此无需机构审查委员会或伦理委员会的批准。
搜索方案
我们的系统文献搜索从2024年3月25日持续到7月20日。文章通过Scopus、Google Scholar、PubMed、Semantic Scholar和OpenAlex等在线数据库进行检索。
研究特征和偏倚风险
如图1所示,系统搜索和选择过程确定了29项符合纳入标准的研究(详见表1)。偏倚风险评估见图2。在评估的29项研究中,10项(34.48%)的偏倚风险不明确。这种不确定性主要源于基因型方法学领域的问题,尤其是7项研究中特定目标SNP位点的遗漏和3项研究中的原始序列问题。
讨论
繁殖性状(如生育能力)是多基因和量化的,受许多基因和环境因素的影响(Virolainen等人,2023)。在自然选择过程中,对繁殖有显著不利影响的等位基因通常会被淘汰(Gardner等人,2022)。因此,单个候选基因(如FSHR)对自然生育能力的影响可能是微小的、微妙的,并且是多基因的。相比之下,其在特定情境下的功能重要性更为明显。
结论
本综述表明,FSHR多态性不应被视为主要的生育基因,而应视为集约化管理系统中卵巢反应的潜在调节因子。它们最直接和有实证支持的应用是在控制性辅助生殖方案中优化个体动物的反应。由于效应量较小且具有多基因性,FSHR多态性在大规模遗传选择中提高群体水平自然生育能力的效用受到限制。
未引用的参考文献
(Arslan等人,2015;Desai等人,2013;Hong和Park,2012;Katsonis等人,2022;Little等人,2022;Ortega等人,2017;Pambuko等人,2024;Shaheen等人,2013;Sharifiyazdi等人,2018;Ulloa-Aguirre等人,2018;Wang等人,2025;Wu和Chen,2021;Zhang等人,2024)
CRediT作者贡献声明
Bambang Purwantara:撰写——审稿与编辑,监督。Sari Yanti Hayanti:撰写——初稿,方法学,调查,数据分析,概念化。Herdis Herdis:撰写——审稿与编辑,监督。Amrozi Amrozi:撰写——审稿与编辑,监督。Rahma Isartina Anwar:撰写——审稿与编辑,初稿撰写。Desiana Ade Mahari:撰写——审稿与编辑,初稿撰写,调查。Santoso Santoso:撰写——初稿利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究。
致谢
作者感谢印度尼西亚教育捐赠基金(LPDP)通过“先进印度尼西亚第三波”研究与创新计划(合同编号4/IV/KS/05/2023和13955/IT3/PT.01.03/B/2023),以及农业与食品研究组织、国家研究与创新机构通过编号29/III.11/HK/2024的研究项目。
利益冲突
作者声明没有利益冲突。