基于全基因组关联研究技术筛选鸡产肉和肉品质性状相关候选基因

摘要

产肉和肉品质性状是鸡重要经济性状，受饲粮营养和遗传因子的协同作用。随着分子营养研究的逐步深入，探明影响目标性状的关键调控基因及分子机制至关重要。随着鸡高密度SNP分型芯片的出现以及统计分析方法的日臻成熟，应用全基因组关联研究（GWAS）挖掘和鉴定鸡产肉和肉品性状的功能基因成为可能。
　　试验选用北京油鸡公鸡和科宝公司的快大型白羽肉鸡母鸡杂交构建了中国农业科学院（CAAS）鸡F2资源群体。选取资源群体中6个半同胞家系，共计400只鸡，包括亲本14只，F1代19只，F2代公鸡184只、母鸡183只。在93日龄时进行屠宰，测定11个产肉和16个肉品质性状。使用鸡60K SNP分型芯片对个体gDNA进行基因分型。分型结果经过质量控制后，剩余328只F2代个体和42585个SNPs。使用广义的线性模型(GLM)和压缩的混合线性模型(MLM)对鸡产肉和肉品质性状进行全基因组关联研究。模型中以群体结构中的第一主成分为协变量，批次、性别为固定效应。在MLM中，亲缘全系矩阵为随机效应。结果以MLM分析为主，同时兼顾GLM模型。同时，选取GWAS中鉴定的基因在高性状值组和低性状值组中进行表达验证。结果表明:
　　(1)本研究鉴定出11个产肉性状的64个SNPs效应位点，达到全基因组显著或潜在关联水平（P＜2.98×10-6或5.96×10-5）。其中有22个SNPs效应位点在GLM模型中达到全基因组显著水平（P＜2.98×10-6）。其中4号染色体78.11-84.94 Mb(6.83 Mb)区间内7个SNPs与多个产肉性状关联，区间内涉及到4个基因，包括SLIT2、QDPR、AFAP1和LRPAP1，它们的功能与产肉性状密切相关。此外，WNT信号通路中翅膀重的候选基因RUVBL1，腿肌重候选基因WNT4;其它染色体上影响多个产肉性状的候选基因包括SYT1、WAPALMAPK和EFNA5。
　　(2)本研究发现33个SNPs与10个肉品质性状关联(P＜4×10-4)，这些性状包括胸肌干物质含量、腿肌干物质含量、胸肌肌内脂肪含量、肉色L*和b*、皮肤颜色L*、a*和b*，腹脂重和腹脂率。其中8个重要候选基因的功能与肉品质性状密切相关，包括胸肌肌内脂肪含量的候选基因TYRO3和MGST1，胸肌肉色的获选基因COL1A2，皮肤颜色的候选基因SPINK5，腹脂重和/或腹脂率的候选基因RET、NPPB、SREBF1和LOC431251。
　　(3)4个胸肌重的候选基因RAB2A、QDPR、EFNA5和OTUD6B在高胸肌重组中显著下调表达(P＜0.01)。肉品质性状的17个候选基因中，14个在胸肌或腹脂组织高低性状值组中显著差异表达（P＜0.05或0.01）。
　　本研究通过GWAS鉴定产肉和肉品质性状的候选区域和基因的功能需要进一步的研究，也为探索产肉和肉品质性状的分子机制提供了新的线索。