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中国地方绿壳蛋鸡蛋壳色素沉着的分析

Seyed Benyamin Dalirsefat  
【摘要】:蛋壳颜色是蛋品质的一个重要方面,消费者也常常对某种颜色的蛋有所偏好。此前的研究中,己发现决定鸡绿壳蛋的基因(SLC01B3)及其致因突变(EAV-HP插入)。虽然绿壳蛋基因已经克隆,我们认为关于绿壳蛋鸡还有许多问题值得研究。 首先是绿壳蛋鸡群体的遗传多样性问题。绿壳蛋鸡在中国、欧洲、美洲都有报道。特别是在中国,人们各地发现了许多的绿壳蛋鸡群体,而且都声称是当地的“原始”地方资源。本研究通过对SLC01B3基因内的21个SNP和1AV-HP插入序列的检测,对国内6个绿壳蛋鸡群体,包括沂蒙绿壳蛋鸡、武隆绿壳蛋鸡、林甸绿壳蛋鸡、东乡绿壳蛋鸡、卢氏绿壳蛋鸡、荆门绿壳蛋鸡;2个褐壳蛋鸡群体,东乡褐壳蛋鸡和卢氏褐壳蛋鸡的遗传关系进行了分析,并将白来航鸡作为外群。在中国绿壳蛋鸡群体中观察到SNP的高度多态性。UPGMA关系树和STRUCTURE分析呈现出清晰的聚类关系,绿壳蛋鸡与褐壳蛋鸡被明显分开,6个绿壳蛋鸡群体被分成了两个主要分支。结果显示了中国绿壳蛋鸡群体之间在SLC01B3基因区域变异程度较低,应属于同一变异来源,我们推测这些群体的聚类关系与相近地理环境之间的资源流动和人类的有组织迁移有关。各群体间EAV-HP插入序列没有表现出明显的多态。 另一个有趣的问题是,在绿壳蛋鸡群体中,即使所有的鸡在绿壳基因SLC01B3上都是显性纯合基因型,蛋壳颜色都是绿色,其颜色的深浅变化仍然很大。例如,经过人工选择,东乡绿壳蛋鸡在绿壳基因上已经固定,但是该群体所产的蛋仍然有深有浅。我们用600K高密度芯片对139只SLC01B3基因纯合的东乡绿壳蛋鸡进行了全基因组标记分型,并测定了每只鸡蛋壳胆绿素含量(QB)、原卟啉含量(QP),两种色素(QT)的总量,以及蛋壳表面的遮光度(CD),作为该群体绿壳色素的表型。关联分析结果显示,共检测到49个关联的SNP,其中有3个达到全基因组显著性水平(P5.130E-07),分别与QT和QB相关联,有46个SNP达到潜在的显著性或染色体显著性水平(P1.027E-05),分别与QT, QB, QP和CD相关联。两个基因组水平显著的SNP与QT和QB有关,位置接近或处在21号染色体AJAP1和Clorf174基因区域。大多数潜在的显著SNP也位于21号染色体上,接近或位于一些已知基因的内含子或外显子区域。这些基因在鸡中的功能还不确定,需要进一步的研究。这些基因或标记有望应用与绿壳蛋鸡蛋壳深浅程度的选择。 最后,我们在前期研究中发现,EAV-HP插入提高了SLC01B3基因在绿壳蛋鸡蛋壳腺的表达,同时却减弱了其在肝脏中的表达。我们因此认为,应该了解绿壳蛋相关基因在各个组织的表达谱,以认识相关基因在其它组织中潜在功能。我们根据鸡绿壳蛋基因定位的区间和胆绿素的代谢途径选择了6个候选基因,SLC01B3, SLC01C1, SLCO1A2, L0C418189, PDE3A和HMOX1在11个母鸡组织和11个公鸡组织中(包括心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、十二指肠,空肠,回肠,盲肠,结肠,直肠,卵巢、蛋壳腺和睾丸)的表达情况。结果表明,SLC01B3基因的显性纯合型和杂合型在母鸡的蛋壳腺和公鸡的睾丸中都显著高表达。而在肝脏中,不论公鸡还是母鸡,都与性腺组织相反,SLC01B3基因的显性纯合型和杂合型的表达都低于隐性纯合型。SLC01B3基因在肝脏中的这种反向表达模式,暗示了SLC01B3基因在肝脏中受到不同的调控,也可能具有不同的功能。我们发现SLC01C1, SLC01A2和HM0X1基因在含有绿壳蛋基因(SLC01B3)突变的个体的部分组织中高表达,没有发现L0C418189和PDE3A基因的高表达。推测可能SLC01C1和HMOX1基因与绿壳蛋的形成有一定关系,这些基因在绿壳蛋与非绿壳蛋鸡中的上调或下调表达可能与胆绿素代谢的促进或抑制有关。相关机制还需进一步研究。


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