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學術園地

利用非遺傳或遺傳方式剖析荷蘭牛乳汁中
懷孕關聯醣蛋白

王思涵、楊明桂、李佳馨、凃柏安、蕭振文

　　懷孕關聯醣蛋白（Pregnancy-associated glycoproteins, PAG）（以下簡稱PAG）是由囊胚 的滋養層所分泌，其可自胎兒之胎盤循環至母體全身，包含血液及乳汁中。以母牛而言，懷孕3週齡左右血液及乳汁中即可檢測出此醣蛋白。PAG的主要功能，目前詳細的研究 並不多，可能與胎盤發育、懷孕維持、胚胎存活、水解蛋白活性或免疫機制有關。目前 PAG已被用在反芻動物，作為懷孕早期檢測的指標（López-Gatius et al., 2007）。在懷孕階 段，PAG主要由胚胎基因組調控，但許多研究報告指出，母體本身的條件或環境似乎有會影響PAG表現（Zoli et al., 1992a）。本篇報告期藉由非遺傳效應，探究PAG作為早期懷孕診 斷的準確度，PAG與34個乳牛重要經濟性狀的關聯性；利用遺傳學效應，進一步分析那些基因調控PAG的表現。

　　此篇報告以收集商業乳牛場2012至2017年間之資料進行分析，共計2,352頭母牛及胚 胎，並使用54,123個單核苷酸多態性（Single Nucleotide Polymorphism, SNP）標記，了解 物種之間染色體基因組的多樣性。以225,006件進行乳汁中PAG分析，包括空胎牛、懷孕 牛及未懷孕牛之複次診斷，結果顯示空胎牛及未懷孕牛之複次診斷值幾近於零，且數值 是接近的。說明利用乳汁中的PAG可準確的診斷牛隻懷孕與否（圖1）。

　

圖1. 懷孕關聯醣蛋白準確度測試，紅色（空胎牛）、綠色（懷孕牛）及黃色（未懷孕牛之複次診斷）。

　　在非遺傳效應部分，母畜及胚胎的年齡對PAG的影響最大，此試驗使用之胚胎約為 50-190天，可能會過度高估胚胎年齡對PAG的影響，但其關聯性是具有代表性的（圖2）。另外，季節對PAG的影響也是相當大的，夏季檢測出之乳汁中PAG數值會最高；冬季最 低。整體而言，PAG與乳牛34個經濟性狀的關聯性是低的，PAG與4個組合淨值計算出預估 育種價關聯性介於0.09-0.12。其中，乳汁PAG濃度與乳產能性狀（乳量、乳脂肪、乳蛋 白等）呈現正相關；與繁殖相關性狀（女兒牛懷孕率、配種率等）呈現負相關；而與體 態性狀則正負相關皆有。在此次資料中也發現乳汁PAG濃度與健康、存活及產能之性狀多 呈現正相關（表1）。

圖2. 胚胎的年齡與PAG的關聯性（左），母畜的年齡與PAG的關聯性（右）。

                             表1. PAG與乳牛34個經濟性狀之相關性

圖3. 利用全基因組關聯分析（Genome-wide association study）找出基因組範圍內存在的序列變 異，發現家牛
        胚胎之體染色體（Bos taurus autosome , BTA）中BTA6、BTA7、BTA19 及BTA29可能與PAG調控有關
      （上圖）。其中，BTA29聚集最多PAG調控之基因，且為數量性狀基因座。

　　乳汁中PAG濃度會受到遺傳或非遺傳的調控，其中70%來自於遺傳；30%來自於胚胎和母體本身之影響。初步結果顯示，PAG濃度與乳牛34種常見經濟性狀之遺傳相關性偏低。而自胚胎基因組分析結果了解，PAG為一數量性狀基因座，包含順向（BTA29）及反向調節（BTA6、BTA7、BTA19）的基因。而自母體基因組中，發現數量性狀之PAG基因座以 BTA 4為主，其中WNT2基因可能與胎盤血管化和妊娠健康有關。

　　牛隻乳汁中之PAG檢測可作為懷孕早期診斷之指標，且其與乳牛與健康、存活及產能 之性狀有正面的相關性，期酪農朋友能藉此篇概要了解家畜早期懷孕診斷的新方法。

參考文獻

Santos, D. J. A., J. B. Cole, D. J. Null, T. M. Byrem, and L. Ma. 2018. Genetic and nongenetic profiling of milk pregnancy associated glycoproteins in Holstein cattle. J. Dairy Sci. 101: 9987-10000.

López-Gatius, F., J. Garbayo, P. Santolaria, J. Yániz, A. Ayad, N. De Sousa, and J.-F. Beckers. 2007. Milk production correlates negatively with plasma levels of pregnancy-associated glycoprotein （PAG） during the early fetal period in high producing dairy cows with live fetuses. Domest. Anim. Endocrinol. 32:29-42.

Zoli, A. P., P. Demez, J.-F. Beckers, M. Reznik, and A. Beckers. 1992a. Light and electron microscopic immunolocalization of bovine pregnancy- associated glycoprotein in the bovine placentome. Biol. Reprod. 46:623-629.



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