皖南三黄鸡日均步行数性状遗传参数估计及候选基因挖掘

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运动量与鸡生产性能和肉品质密切相关,然而鸡运动量难以度量,制约了对其分子机制的研究。因此,本文以日均步行数做为度量鸡运动量的指标,探究皖南三黄鸡日均步行数性状及其分子机制,开展了以下5个研究:(1)选取600只公母各半体重相似的1日龄皖南三黄鸡,通过脚环计步器记录10至16周龄日均步行数,探讨鸡生长过程中日均步行数的动态变化并分析性别及日龄对鸡日均步行数的影响。结果表明,在第12周龄和第13周龄的日均步行数相对稳定,保持在19000步以上,但是11周到14周龄日均步行数整体呈下降趋势。而在15周龄和16周龄时,日均步行数都在20000步以上。不同性别中,公鸡日均步行数在各周均比母鸡多,尤其是在15和16周龄(P<0.05),同性别中,每周日均步行数没有明显差异(P>0.05)。因此,在10至16周龄期间性别对皖南三黄鸡日均步行数的影响较大,而周龄对皖南三黄鸡日均步行数无影响。(2)在112日龄时,根据日均步行数,分别对280只公鸡和280只母鸡进行排序,并分成高(HS)、中(MS)、低(LS)步行数三组,研究日均步行数对鸡生产性能、血清生化指标以及胫骨强度的影响。结果表明,日均步行数的高低对皖南三黄鸡母鸡的体重没有明显影响(P>0.05),但HS组公鸡体重显著低于LS组公鸡体重(P<0.05);公鸡16周龄HS组冠长显著比MS、LS组冠长长(P<0.05),而胫长和胫围则显著低于MS、LS组(P<0.05);HS组的心脏指数明显高于MS、LS组(P<0.05),但HS组的腹脂率、蒸煮损失、剪切力及滴水损失显著低于LS组(P<0.05),其他屠体性能和肉品质之间没有显著差异(P>0.05);在血清生化指标方面,HS组鸡血清中葡萄糖(GLU)、总蛋白(TP)、甘油三脂(TG)和胆固醇(CHO)含量显著低于LS组,但高密度脂蛋白(HDL)显著高于MS、LS组(P<0.05);此外,日均步行数越高精子活力越高,精子畸形率越低。(3)采用ASReml v4.1软件,利用REML算法对G1代公鸡初生重、16周龄体重、日均步行数、冠长、冠高、胫长和胫围进行遗传参数估计。结果显示,除日均步行数的遗传力属于中等偏低(0.18)以外其他研究性状都属于中等遗传力性状(0.22~0.39)。此外,体重除了与平均日步行数之间呈中等负遗传相关(-0.20)以外,与其他性状之间呈正遗传相关。平均日步行数与胫长之间呈现较高的遗传相关(-0.37)。(4)选取高、低步行数两尾各4只112日龄的公鸡,对其胸肌组织进行转录组测序分析,共筛选到101个基因差异表达(q<0.05,|log2fold-change|>1),与低步行数鸡相比,高步行数胸肌中86个基因表达上调,15个基因表达下调。其中,ANKRD2、MUSTN1、MYOZ2、IFFBP5和HOPX五个基因与肌肉的生长发育、肌纤维类型转化中具有重要作用,可能与鸡日均步行数性状密切相关。(5)利用高、低步行数各11只皖南三黄鸡为试验素材进行全基因组重测序,以50kb作为窗口,25kb作为滑动步长计算每个窗口pi与Fst,取Fst以及Lpi/Hpi前1%的窗口作为受选择的区域。相对于低步行数组,高步行数组以Fst法共筛选出175个受选择基因,以Pi法共筛选出316个受选择基因,两种方法共筛选出39个重合的受选择基因。39个重合的受选择基因主要富集到钙调蛋白结合、氧化还原过程、细胞黏附分子结合、胰岛素分泌的调节等62个GO条目以及精氨酸-脯氨酸代谢、苯丙氨酸代谢和精氨酸生物合成等7个KEEG通路。其中,ASPM、NOS2、CADM2以及CAMKMT基因主要与能量代谢、肌肉的生长发育有关,同时,ASPM、NOS2基因参与的钙调蛋白结合通路可能是影响鸡日均步行数的重要通路。综上所述,在10至16周龄时性别是影响皖南三黄鸡日均步行数的主要因素,增加日均步行数可以改善公鸡肌肉品质、精液品质以及公鸡胫骨强度。同时,皖南三黄鸡日均步行数性状的遗传力属于中等偏低水平(0.18)。RNA-Seq揭示ANKRD2、MUSTN1、MYOZ2、IFFBP5和HOPX五个基因在肌肉的生长发育、肌纤维类型转化中具有重要作用,可能与鸡日均步行数性状密切相关。全基因组选择分析方法(Fst和Pi)揭示,在高步行数组中ASPM、NOS2、CADM2以及CAMKMT基因受到正选择,可能是鸡日均步行数性状的候选基因。
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