T-Box突变存在于许多短尾巴狗品种(但不是所有）

Ancestral T-Box Mutation Is Present in Many, but Not All, Short-Tailed Dog Breeds

由于狗具有广泛的表型变异、独特的品种结构以及可用的基因组序列和遗传工具，狗已成为遗传研究的重要模型（Sutter和Ostrander 2004；Lindblad-Toh等人2005；Starkey等人2005；Tsai等人2007）。选择性育种丰富了许多品种的特殊形态特征，包括尾巴长度。尾巴的长度取决于尾椎的数量，而尾椎的数量在个体之间可以有很大的差异。如图1所示，一些狗品种的尾巴非常短（brachyury），甚至完全没有尾椎（anury）。在彭布罗克威尔士柯基犬中，已经确定了短尾巴表型的遗传原因（Haworth等人，2001）。T-box转录因子T基因第1外显子中的C189G突变影响了T蛋白的DNA结合特性，导致了短尾巴表型。C189G突变杂合的彭布罗克威尔士柯基犬有短尾巴，这种突变被认为会导致纯合子的胚胎死亡（Haworth等人，2001；Indrebo等人，2007）。小鼠的T基因突变导致早期胚胎死亡和中胚层组织的发育异常，包括尾巴和脊柱，从而表明T基因在哺乳动物发育过程中的重要作用（Wilson等人，1995）。除T基因外，其他基因如Pax1和Wnt-3a的突变也与小鼠的尾巴发育有关（Greco等人，1996；Wilm等人，1998）。

实验方法略

结果

我们通过对360只狗进行基因分型，包括156只短尾犬和204只长尾犬，分析了23个品种中是否存在已知的T-box转录因子T基因突变C189G（Ile63Met）。我们发现有17个品种的短尾犬携带该突变，6个品种的短尾犬没有携带该突变（表1）。此外，在一组属于9个品种的80只狗中没有发现这种突变，这些品种不会自然显示出短尾的表型（美国可卡犬、比熊犬、英国赛特犬、英国斯普林格犬、金毛寻回犬、长毛腊肠犬、西施犬、光滑腊肠犬和约克夏梗）。这些品种使Haworth等人（2001）分析的品种名单从19个增加到28个，从而证实了这一变体不是核苷酸多态性。

在没有T基因突变的6个品种中，为了找到T基因中可能成为短尾巴表型基础的任何其他变异，我们对所有的编码外显子、外显子/内含子边界和非翻译区（UTR）进行了测序。测序没有在6个品种中发现任何致病性突变。除了Haworth等人（2001）描述的几个多态位点外，在迷你雪纳瑞犬中还发现了一个存在于5#UTR（G-6A）的新的核苷酸变化。然而，这种变化并不与表型分离，表明它是一个非致病性多态位点。这一事实倾向于排除整个T基因座对该迷你雪纳瑞血统中的表型的因果关系，其中短尾犬是长尾犬父母的后代。这些结果表明，T基因突变存在于许多但不是所有的短尾犬中，而且其他遗传因素也可能调节尾巴的长度。

在这里确定的属于17个品种的315只狗中，所有133只短尾狗都是C189G T基因突变的杂合体，所有182只长尾狗都没有携带该突变。这一结果表明了同型突变的完全渗透性和致死性。为了进一步研究同源致死性，我们使用芬兰犬业俱乐部的KoiraNet育种数据库（2008年）计算了瑞典瓦汉德犬（Swedish Vallhunds）的2个父母组合（长尾巴x长尾巴和短尾巴x短尾巴）的产仔数（图2）。共有来自2000年至2007年期间出生的56窝的253只小狗被纳入计算。长尾交配的平均产仔数为5.5只，短尾交配为3.9只。与长尾交配相比，短尾交配的产仔数减少了29%（P=0.0008）。观察到的29%的减少，暗示着子宫内的死亡，这与预期的短尾x短尾交配的产仔数减少25%是一致的，因为四分之一的小狗将从父母双方继承突变(纯合子T/T)。