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我国优质鸡产业发展迅速,但地方品种较低的繁殖性能阻碍了产业的发展。本研究通过对一个商业化生产的优质鸡育种群体进行表型分析和遗传参数的估计,并将相关数据与鸡繁殖性状相关的数量性状座位(Quantity traits locus,QTL)和候选基因进行关联分析,寻找与开产日龄和300日龄产蛋量相关的单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)标记.
通过对实验群体的表型测定,得到1601个个体的有效数据。数据分析表明,该实验群体的77、84、91日龄鸡冠高度和体重、开产日龄、开产蛋重、300日龄产蛋量等性状存在较大的表型变异,变异系数为8.62～34.47％,其中300日龄产蛋量变异最大.说明实验群体的繁殖性状存在较大的遗传变异,这与该群体没有对繁殖性能进行过选育有很大的关系.遗传参数的估计表明,77、84和91日龄冠高的遗传力分别为0.63、0.48和0.51;77、84和91日龄体重的遗传力分别为0.47、0.55和0.44;开产日龄和开产蛋重的遗传力分别为0.54和0.67;300日龄产蛋量的遗传力只有0.26.从不同性状的遗传相关来看,不同日龄冠高的遗传相关高达0.94以上;不同日龄体重的遗传相关也在0.82以上;开产日龄与不同日龄冠高存在中等程度的遗传负相关,相关系数在-0.2～-0.3之间,但与不同日龄体重的遗传相关很小,几乎没有相关;开产日龄与开产蛋重的遗传相关系数为0.822;开产日龄与300日龄产蛋量也存在较高的遗传负相关,相关系数为-0.519.以上的数据分析表明,实验测定的数据是准确可靠的,适合用于进一步的关联分析。
分析该实验群体的开产日龄和300日龄产蛋量与鸡Z染色体上32.17～34.26Mb区域内的14个SNPs标记的关联,结果表明,Z染色体上的32742394位点与开产日龄和300日龄产蛋量相关极显著,经过100,000次的重排检验,该位点与开产日龄相关极显著(P<0.01),与300日龄产蛋量相关显著(P<0.05).而33824497位点与开产日龄相关极显著,经过100,000次的重排检验,该位点与开产日龄相关显著(P<0.05).连锁不平衡分析表明,该区间的LD有效跨度约为350 kb,而这两个位点相差约1000 kb,表明该区域可能有两个不同的位点影响家禽的繁殖性状.生物信息学分析表明,32742394位点位于功能基因SH3GL2(SH3-domain GRB2-like 2)的内含子区域,研究表明该基因与卵泡的发育有密切关系.SH3GL2基因可以作为繁殖性状的候选基因进行更进一步的研究.而33824497位于SLC24A2(Solute Carrier family 24 member 2)基因下游约14 kb,该基因与光照刺激的反应有关,也可能是鸡性成熟性状的一个候选基因.因此,本研究成功的将Z染色体上影响繁殖性状的QTL精细定位到两个功能基因上. 分析该实验群体的开产日龄和300日龄产蛋量与9个与繁殖内分泌过程相关候选基因的30个SNPs位点的关联,结果表明,NPY(Neuropeptide Y)、GnRH-I (Gonadotrophin Releasing Hormone-I)和GnRHR(Gonadotropin-ReleasingHormone Receptor)基因与开产日龄存在显著或极显著相关,VIP (Vasoactive intestinal polypeptide)及其受体基因与300日龄产蛋量存在显著或极显著相关,而PRL(Prolatin)基因与300日龄产蛋量存在接近显著水平的相关(P=0.059).VIPR-1 (Vasoactive intestinal peptide receptor-1)基因与开产日龄和300日龄产蛋量性状都存在相关,表明VIP受体基因可能是开产日龄和300日龄产蛋量性状存在遗传相关的关键基因.SNP标记之间的互作分析表明,大部分基因间存在着相互作用,其GnRH-I基因和VIPR-1基因分别与多个基因有互作关系,表明这两个基因在繁殖内分泌的调控网络中分别在下丘脑和垂体起重要的调控作用,其他基因大都通过与它们相互作用而影响繁殖的内分泌过程.通过分析相关的候选基因的调控途径表明,在家禽繁殖生理的神经内分泌过程中,下丘脑的GnRH-I基因起到关键的调控作用,属于上游的关键调控因子.而下丘脑分泌的NPY主要通过正负反馈调节GnRH基因,达到影响垂体、性腺等多个水平上基因表达,调控家禽的性成熟;而下丘脑中区腹侧分泌的VIP,通过与腺垂体催乳素细胞膜上的受体结合,引起PRL的合成和分泌,来达到控制家禽繁殖周期.因此,调控家禽性成熟和产蛋量性状的内分泌途径可能分为两条不同的途径:一条是通过"NPY-GnRH及其受体-LH(Luteinizing Hormone)和FSH(Follicle Stimulating Hormone)-E2"这条通路,调控家禽的性成熟(开产日龄);一条是通过"5-HT(5-hydroxytryptamine)和DA(Dopamine)-VIP及其受体-PRL"这条通路,影响家禽的产蛋和就巢.