MLANA基因与雪峰乌骨鸡乌色的相关性分析及其作用机制初探

【作者】 颜丽霞； 郭松长；

【机构】 湖南农业大学动物科学技术学院； 湖南家禽安全生产工程技术研究中心； 岳麓山实验室；

【摘要】 本研究旨在探讨MLANA基因与雪峰乌骨鸡乌色的相关性及其在原代黑色素细胞中的功能和分子调控机制。通过分析MLANA在雪峰乌骨鸡各组织中的表达量及其对黑色素细胞活性、色素合成及相关信号通路的影响,为阐明雪峰乌骨鸡色素沉积的分子基础提供理论依据。关键发现如下:MLANA组织表达谱:课题组前期基于不同乌度性状群体的GWAS与RNA-seq分析,我们将MLANA确定为候选基因。组织表达谱结果显示,MLANA在皮肤、胸肌、腿肌和腺胃中高表达,而在肺脏、心脏、肝脏等组织中表达量相对较低。该表达模式,特别是其在皮肤和肌肉组织中显著高表达,提示MLANA可能与黑色素在皮肤与肌肉中的生成或转运密切相关。结合课题组前期研究分析,我们推测MLANA在乌骨鸡的黑色素沉积分子机制中扮演重要角色。细胞实验:为探究MLANA的功能,我们分离了雪峰乌骨鸡的原代黑色素细胞并进行基因操作。实验结果表明,过表达MLANA可显著促进黑色素细胞活力并促进黑色素生成;反之,利用SiRNA干扰其表达则抑制了细胞活力并减少了黑色素含量。这一正反两方面的实验证据共同表明,MLANA是调控黑色素细胞活力和色素沉积过程的关键因子。RNA-seq分析:对MLANA基因进行干扰和过表达后的RNA-seq分析揭示了其可能参与的调控网络。干扰MLANA主要影响了细胞周期和黑色素合成相关通路(如酪氨酸代谢),导致增殖基因(CDK1, SCF)和色素基因(TYR, DCT)下调,这直接解释了为何干扰后细胞活力与黑色素含量下降。而过表达MLANA则激活了Wnt、Notch、PI3K/MAPK等重要的细胞通讯和发育相关通路,表明MLANA可能通过这些通路促进细胞的增殖、分化和迁移。这提示MLANA是协调黑色素细胞增殖、分化、迁移和色素合成等多个过程的核心调控因子。本研究成功分离并培养了雪峰乌骨鸡原代黑色素细胞。通过组织表达谱分析与功能实验,我们从细胞水平揭示了MLANA基因通过调控多条信号通路以影响细胞活力与黑色素合成的作用机制。该研究为阐明乌骨鸡乌色表型的形成机制提供了直接的实验证据,对其相关性状的分子选育与遗传改良具有重要的理论指导意义。更多还原