鸡是如何从野生原鸡演化为如今的高产肉鸡或蛋鸡的?其背后的基因“开关”在哪里?近日,华南农业大学动物科学学院家禽遗传育种研究团队联合国内多家单位,成功构建了首个高分辨率家鸡泛三维基因组图谱。相关成果发表于《先进科学》(Advanced Science)。
“该研究成果就像是一张高精度的‘立体导航图’,将家鸡泛基因组研究拓展到三维基因组水平,系统解析了结构变异(SV)在染色质三维结构中的调控作用,揭示了其在家鸡驯化及重要生产性状中的分子机制,为家鸡功能基因组学的研究提供了新的见解。”论文责任通讯作者、华南农业大学教授聂庆华对《中国科学报》表示。
作为最早完成全基因组测序的家养动物之一,鸡的遗传密码一直备受关注,其自驯化以来一直是人们获取高质量蛋白质的重要来源。然而,关于SV如何通过三维基因组调控家鸡驯化及重要生产性状的系统性解析仍然缺乏。
在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助下,研究团队整合了全球28个染色体水平的家鸡基因组和1,735份重测序数据,联合高通量染色体构象捕获(Hi-C)、染色质可及性测序(ATAC-seq)和转录组测序(RNA-seq)等多组学技术,构建了首个家鸡泛三维基因组图谱。基于该图谱,团队系统分析了基因家族和基因组SV在二维基因组层面的分布特征,以及染色体区室、拓扑结构域和染色质环在三维基因组层面的动态变化。
团队进一步通过选择信号分析、全基因组关联分析和基因组选择分析(GS),鉴定了大量与家鸡驯化过程和重要生产性状相关的SV及其调控网络,并显著提高多个GS模型的预测准确性。值得注意的是,TSHR和DIO2基因中的240 bp和81 bp SVs被认为是家鸡驯化过程中的关键靶标;而KLF3基因上游的266 bp的SV则可通过重排染色质环调控网络以调控远端基因来影响肉鸡屠体性能。
该成果不仅为家鸡功能基因组学研究提供了全新的三维视角,也为家鸡分子标记辅助育种提供了坚实的理论依据和精准的参考靶点。
相关论文信息:https://doi.org/10.1002/advs.202520068
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