黄羽肉鸡精液品质性状的全基因组关联分析

【作者】 苏春涛； 吴雪莹； 戎笠； 张震； 罗戌良； 李晶晶； 俸艳萍；

【机构】 华中农业大学动物科学技术学院动物医学院；

【摘要】 引言繁殖效率是影响肉鸡产业经济效益的关键因素之一。作为产业链的源头环节,种公鸡的精液品质(包括精液量、精子活力、精子密度等)直接决定了种蛋的受精率与孵化性能,进而影响雏鸡质量和生产成本。然而,与生长及饲料转化率等性状相比,黄羽肉鸡的繁殖性能普遍较低,精液品质参差不齐,已成为制约产业高质量发展的瓶颈问题之一。全基因组关联分析(Genome-Wide Association Study, GWAS)是解析畜禽重要经济性状遗传结构的有力工具,通过GWAS挖掘与性状显著关联的遗传标记和因果基因,不仅可加速分子标记辅助选择(MAS)和基因组选择(GS)的育种进程,还能为深入理解性状形成的生物学机制提供关键线索。在鸡上,已有研究利用GWAS解析了生长、肉质、抗病等性状的遗传基础,但针对种鸡精液品质性状的大规模遗传解析仍相对匮乏,尤其是缺乏基于我国地方黄羽肉鸡品种的系统研究。文昌鸡和温氏麻鸡是我国具有代表性的黄羽肉鸡品种之一,两者均在我国黄羽肉鸡产业中占据重要地位。然而,这两个品种在繁殖性能方面仍存在较大改良空间,解析其精液品质性状的遗传基础,对提升核心种群的繁殖效率具有重要意义。因此,本研究对这两个黄羽肉鸡品种的精液品质性状进行全基因组关联分析,旨在系统挖掘调控精液品质的关键遗传位点和候选基因,构建黄羽肉鸡繁殖性状分子选育的理论框架,并为我国黄羽肉鸡遗传资源的保护与高效利用提供科学依据。材料与方法采集7月龄文昌鸡554只与温氏麻鸡139只(共693只)全血,使用苯酚-氯仿粗提法提取DNA,检测合格后进行全基因组重测序。参考基因组为GRCg6a,进行比对后获得VCF文件。使用PLINK进行质控,Beagle进行填充。使用GEMMA线性混合模型进行全基因组关联分析,使用R包CMplot绘制曼哈顿图与QQ图。获得显著SNP位点后使用annovar软件进行注释,筛选可能影响精液品质性状的基因。结果质控过滤后剩余14692124个SNP位点,关联分析后总共找到29个潜在显著位点(P<6.81E-08),3个全基因组显著位点(P<3.4E-09)。其中精液量性状筛选出3个潜在显著位点,精子活力性状筛选出2个潜在显著位点,精子密度性状筛选出3个全基因组显著位点以及24个潜在显著位点。对显著SNP进行注释后,根据基因功能筛选出CCSER2、WWOX和SLC25A26可作为影响黄羽肉鸡精液品质性状的候选基因。讨论本研究通过GWAS找出32个与黄羽肉鸡精液品质相关的SNP位点,并筛选出3个与线粒体功能密切相关的候选基因。研究表明,线粒体相关基因通过调控能量代谢、氧化应激及线粒体动力学,直接决定动物精子质量。CCSER2维持嵴结构完整性,保障ATP高效生成;WWOX抑制ROS过量,减少DNA碎片;SLC25A26介导SAM转运,维持线粒体表观遗传稳态。这些基因突变或表达失衡,均导致线粒体膜电位下降、运动能力减弱、畸形率升高,可能引发精液品质下降。这些发现不仅丰富了我们对黄羽肉鸡精液品质性状遗传基础的认识,也为后续的功能研究和育种应用提供了重要靶点。但是对于SNP位点如何影响相关基因的表达以及精液品质的调控机制有待进一步研究。更多还原