基于三维基因组与转录组解析胚胎期雪峰乌骨鸡胸肌乌色性状时序发育特征

【作者】 资琼涛； 贺长青； 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】 本研究通过对雪峰乌骨鸡胚胎期胸肌组织进行RNA-seq时序分析与Hi-C三维基因组测序,旨在系统揭示黑色素细胞发育的规律与关键时间节点,筛选出影响胸肌黑色素沉积及黑色素细胞发育的关键基因,解析三维基因组结构对基因表达的调控机制及乌色差异的分子基础,为乌骨鸡品种选育提供潜在靶点与分子标记。主要发现如下:(1)关键时间节点鉴定:基于转录组学数据,通过差异基因分析和Mfuzz聚类分析表明,E10-E13为胸肌黑色素细胞发育的关键时间节点。(2)关键基因筛选:结合胸肌黑色素含量表型数据与转录组数据,利用WGCNA构建共表达网络,筛选出ATP6AP2、KITLG、SOX10、GNAI1、KIF13A、TYR、FZD1、DCT、KRAS、CREB3L2等10个参与黑色素沉积及黑色素细胞发育调控的Hub基因。(3)三维基因组结构分析:在E10和E13两个关键时间节点对雪峰乌骨鸡胸肌进行Hi-C测序。结果表明,全基因组互作强度变化在Chr1-Chr3呈现显著动态变化。E10-E13发生的B→A区室转换显著增强了酪氨酸激酶活性,并促进Wnt信号通路激活。TAD边界分析共获得1039个保守边界,其中E10和E13分别存在337个和335个阶段特异性边界。Loop结构分析显示保守Loop占42%。联合转录组数据分析发现,WNT7B、DCT、OCA2等基因因基因组在空间结构上的改变从而影响了乌色性状相关的生物过程。本研究通过整合RNA-seq与Hi-C数据,系统揭示了雪峰乌骨鸡胚胎期胸肌黑色素细胞发育的关键时间节点,绘制了乌骨鸡胸肌发育关键节点的三维基因组结构图谱,阐明了区室转换、拓扑结构域重组及染色质环对乌骨鸡肌肉黑色素沉积的调控机制,为乌骨鸡品种选育提供了关键理论依据和分子标记。更多还原