超长产蛋期母鸡贮精能力性状的全基因组关联分析

【作者】 范毅豪； 徐俊杰； 李欣欣； 吴星霖； 王德贺； 陈辉； 石雷；

【机构】 河北农业大学动物科技学院；

【摘要】 引言在现代家禽生产过程中,人工授精技术广泛应用,以此来降低生产成本和提高后代的质量,提高育种效率。母鸡的贮精能力是指母鸡在一次自然交配或人工授精后,能够将精子贮存在输卵管内,并持续产出受精蛋的能力。在生产实践中人工输精后,为使母鸡保持较高的受精率,每间隔4-5天需给母鸡输精一次。因此提升母鸡贮精能力对延长人工输精间隔、降低生产成本和提高后代的质量具有重要作用。因此,本研究以全基因组关联分析(GWAS)为基础研究鸡SNPs与贮精能力的关系,为推进家禽育种实施选育提供理论依据。材料与方法以保定兴芮农牧发展有限公司提供的865只90周龄洛岛红母鸡为试验对象,使用含有EDTA的采血管从翅静脉采血,使用京芯一号55K芯片进行基因分型。同时,选取50只公鸡,分为两组(25只/组),交叉使用输精2天,第3～24天按母鸡个体连续收集种蛋,孵化后敲蛋记录受精情况,统计21天连产受精蛋天数、最大连产受精蛋数,同时,利用Plink软件对基因型数据进行质量控制筛选,使用Beagle软件进行基因型填补,然后利用MVP软件,对865只母鸡进行GWAS,以确定SNP与贮精能力性状之间的关系。使用一般线性模型、混合线性模型和FarmCPU模型来估计SNP对每种表型的关联效应。结果结果发现三个与最大连产受精蛋数显著相关的SNP位点,其余性状未发现显著SNP位点。根据Ensembl数据库(https://www.ensembl.org/biomart/martview)将分析出的3个SNP位点(chr2:83709991、chr2:83689203、chr15:2747124)进行区域观察,将SNP位点前后0.5Mb共计1Mb长度片段中的全部基因列为与母鸡贮精能力相关的候选基因。共计56个基因其中20为蛋白质编码基因,36个为RNA基因。其中有基因EPB41L4B、mir-187、FRRSIL等。讨论与结论Fu等研究发现,mir-187能通过抑制牛卵丘细胞中部分基因表达调控牛卵泡发育。Walker等研究表明EPB41L4B蛋白与CRB3蛋白相互作用,能调控细胞膜受体稳定性并释放生长因子,进而促进乳腺上皮细胞增殖。此前的研究也表明,母鸡输卵管的UVJ和漏斗部的精子贮存小管(SST)与贮精能力密切相关。基于以上研究,我们推测mir-187和EPB41L4B基因可能在母鸡体内参与贮精腺发育及SST的形成,从而优化精子在母鸡体内的贮存环境。另有研究发现,线粒体能量代谢与生殖细胞质量直接相关。而FRRSIL基因作为线粒体Fe-S簇组装的核心因子,因Fe-S簇在调控基因表达和酶活性等方面具有重要作用,由此推测FRRSIL基因可能通过类似通路,从线粒体代谢层面影响母鸡输卵管,进而提升其贮精能力。综上所述,母鸡贮精腺的形态发育及精子的贮存环境或许是基因调控影响贮精能力的关键途径,EPB41L4B、mir-187、FRRSIL基因可以作为提升贮精能力的候选基因。更多还原