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血型

血液中全部由遗传决定的可变异性状。是遗传标记学研究的重要组成部分。可分为两大类型,一类是用血清免疫技术鉴定出的红细胞、白细胞、血小板及组织细胞表面抗原的差异;另一类是用电泳技术鉴定出细胞内部及血浆中水溶性分子的变异(见生化多态性)。

血液中全部由遗传决定的可变异性状。是遗传标记学研究的重要组成部分。可分为两大类型,一类是用血清免疫技术鉴定出的红细胞、白细胞、血小板及组织细胞表面抗原的差异;另一类是用电泳技术鉴定出细胞内部及血浆中水溶性分子的变异(见生化多态性)。在20世纪50年代以前血型的概念是专指在红细胞膜表面的抗原差异;60年代扩大到细胞内部及血浆中的蛋白及酶的遗传差异;70年代以后,发现牛、猪、马、绵羊及山羊存在有主要组织相容性复合体(major histocompati-bility complex.MHC),从而又鉴定出各类家畜的白细胞型差异。家畜的血型最早是于1900年在山羊中发现的,但直到40年代才开始对牛、绵羊及其他家畜的血型进行了系统的研究。中国从70年代开始对各类家畜及家禽的红细胞内部及血清中的蛋白和酶的遗传变异以及牛、猪、鸡的红细胞型、牛的白细胞型进行了研究。血型是质量遗传,70年代以来称这类基因为“标记基因”(marker genes),描述其性状的术语称为“标记”(见遗传标记)。

红细胞型

红细胞膜表面的抗原差异。

家畜的红细胞型,首先是从牛开始的。早在1910年即已鉴定出牛红细胞在个体之间的差异,并指出是遗传的。1951年确定了牛的红细胞型极其复杂,提出了复合系统的复等位基因学说。一个等位基因可以控制多种而不是一种抗原因子。到现在为止,已发现牛有12个位点,大致有87个抗原因子全部是用溶血测定鉴定出来的。

早在20世纪30年代即已开始对马的红细胞型进行研究,用抗血清凝集反应所检测出来的抗原因子有6种。1964年发现有16种是由8个位点的等显性等位基因所控制。到1989年止在马中至少已承认13个位点和33个抗原因子。

绵羊

自从早期的研究者证明绵羊有两大血型以来,各国进行了大量的研究,除D系统用凝集反应方法鉴定外,其他血型系都是用溶血测定而获得,到目前为止至少已发现7个位点,23个抗原因子。

虽然早已发现猪的血液能与同种血细胞发生凝集反应,但这项工作的进展速度不如牛快。到现在为止已发现15个位点,73个抗原因子。

目前世界各国鸡的血型分类用交叉凝集反应方法,但此法用于遗传基因不同的鸡群时,抗血清会出现不同的反应,因此不同研究室发现的抗原,必须反复进行对比试验,才能正确判断。目前还不能确定不同位点的基因准确数字。在同一实验室已发现的最大值是13个位点30个以上的抗原因子。各类家畜家禽的红细胞型表现型系统、鉴定方法、抗原因子数、位点数及等位基因数见表1。

表1 各类畜禽的红细胞型系统、抗原因子及等位基因大致数

白细胞型

各类家畜的主要组织相容性复合体(MHC),是紧密连锁的一群基因,控制各类家畜淋巴细胞抗原。牛命名为淋巴细胞抗原(Bovine Lympho-cyte Antigen,简称BoLA),马简称为ELA(Equine Lymphocyte Antigen),猪为SLA(Swine Lymphocyte Antigen),绵羊为OLA(Ovis Lymphocyte Antigen),其他家畜以此类推,但鸡的命名与其他家畜不同,它的主要组织相容性复合体,是红细胞的B系统,故命名为B。淋巴细胞抗原的位点可分三类,到目前为止第一类位点中,牛、马、鸡各发现一个位点(A),猪和狗已发现3个位点(A、B、C),绵羊及山羊各为两个位点(各为A、B及SD1、SD2)。这类位点都是用淋巴细胞毒试验(lymphocytotoxicity test)获得的。第二类位点是用混合淋巴细胞反应方法(mixed lymphocyte re-action)检测,故在马中简称MLR,牛、猪、狗命名为D,鸡命名为BL。第三类位点已在猪、鸡中发现。第一类位点所发现的抗原,均有专用代号。两次国际牛淋巴抗原研讨会,对已承认的抗原,规定在每个抗原编号之前冠以“W”字母,如W1、W2等。1982年欧洲讨论会所承认的抗原,均冠以“Eu”字头,其他抗原则冠以地名缩写字母,如“Ca”为“坎培拉”(Camberra),“CC”为“克莱中心”(Clay Center)等,鸡的抗原则冠以“B”字。至于各类家畜家禽已发现的淋巴细胞抗原数,各实验室报道不同,国际上还没有统一起来。

血型用途

血统登记中应用

用检查红细胞及白细胞的方法来识别家畜个体之间的差异,从而使过去只凭信用或外貌进行血统登记工作有了科学根据。血型登记主要是防止血统混乱,保证育种工作的可靠性。目前许多国家的良种奶牛,从20世纪60年代开始,都已进行了血型登记,这在当前畜群规模不断扩大、人工授精技术的进展,以及胚胎移植胚胎分割、基因转移等生物高技术不断应用的情况下,对血型首先是红细胞型的鉴定和登记工作已显得极为重要。

鉴定亲子间的关系

由于生物技术的进展以及在家畜繁殖上的应用,使繁殖技术多样化,因此鉴定亲子关系的必要性也在增加。鉴定根据的原理是:后代所具有的血型,必为双亲或双亲的一方所有;如果后代所具有的血型在双亲中没有,则亲子关系即被否定。经实践证明,用红细胞型鉴定亲子关系,只能完全否定而不能完全肯定。自1950年以来,世界各地建立了牛血型鉴定服务机构,用红细胞型鉴定亲子关系的准确性,1974~1979年和1979~1984年间分别为92.5%和96.3%。用红细胞鉴定亲子关系见表2,由表2中可以看出,犊牛的红细胞抗原因子W及Z,在母体中不存在,在公牛A中也没有发现,而公牛B则都具备,由此可以判定公牛B为该牛的父亲。但在少数情况下,单用红细胞型是不能判定的,而可以应用白细胞型以及血液细胞内部蛋白的遗传变异等作为常规红细胞鉴定的辅助手段,以提高其准确性。表3中所列出的情况,如果单用红细胞表现型就不可能确定出小牛的父亲,只能作“不定”的结论,但如果增加白细胞型(BoLA)及血清运铁蛋白型(Tf),就可以判定公牛A为该犊牛的父亲。

表2 用红细胞型鉴定牛的亲子关系

表3 应用红细胞型及白细胞型相结合鉴定牛的亲子关系

在选种中应用

各类家畜的红细胞抗原与重要经济性状之间的关系很小,但自发现各类家畜的白细胞型以来,已知白细胞型与疾病的关系密切。最典型的是鸡的白细胞型与马立克病(Marek's disease)的关系,发现具有B21型的鸡,抗马立克病的能力最强,B6及B14抗病能力表型中等,B1、B5、B13、B15、B19及B27则表现出有较高的易感性。目前应用白细胞型进行选种已经成功,美国应用三种白细胞型,B21(抗马立克病)、B2(抗不良环境)、B14(生活力强)的鸡进行杂交育种,用B2与B14杂交,培育出生活力强的品系,用B2与B21杂交培育出生活力强和抗马立克病的品系934E。在其他家畜中也已发现白细胞型与疾病关系密切,抗白血病的牛W1及W3出现的频率高。具有W2的奶牛,抗乳房炎的能力高,具有W16的个体则易感染乳房炎,具有CA4、CA27的牛抗蜱的能力强,身体上的蜱数量最少,而具有CA10的个体,身体上的蜱数较多(见抗病育种)。至于与生产性能的关系,目前尚无定论。

鉴定牛的同卵双生

过去对双生犊牛是同卵还是异卵的诊断,是根据外貌的相似程度。由于血型技术的进展,可以用红细胞型和白细胞型判断。同性双生犊牛的血型相同,为同卵双生,否则即为异卵双生。牛的同卵双生非常少见,在同性双胎中,同卵双胎比率为10%~13%。品种之间无特别差异。

诊断异性双胎母牛不孕

由于双胎犊牛在胚胎时期往往发生血管吻合,大约90%异性双胎母牛,由于在胚胎时期,与不同性别的胚胎发生血管吻合,血液彼此相通,母犊受到雄性胚胎激素影响而造成不孕,可通过鉴定血型来判断,如果是红细胞嵌合体,该小母牛将不孕。如果该双胎的血型抗原不同(除J系统外),说明血管未吻合,所以母犊在将来是可以受孕的。

用于初生畜溶血病的诊断

血型与马和猪在产仔中存在的初生畜溶血病的关系密切,出生时毫无异常的幼畜,在哺乳后十几小时,出现贫血及黄疸症状而死,其原因是由于母子间血型不适合所造成。初生幼畜从母畜那里吃了大量含有特异血型抗体的初乳,当这些抗体进入初生畜的血液中时,就和红细胞起反应,在短时期内大量溶血,因此根据血型可以诊断。