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遗传资源保护意义重大,但多数地方品种起源不明,京油鸡就是典型例子。研究人员开展 “基于祖先信息的京油鸡遗传溯源、保护效果及选择信号分析” 研究,明确其 12 个遗传供体品种,评估保护成效,挖掘相关基因,为地方品种保护利用提供依据。
在动物遗传资源的广袤世界里,地方品种宛如一颗颗独特的明珠,承载着丰富的遗传信息和地域文化特色。然而,当前它们正面临着严峻的挑战。随着外来品种凭借优良商业性能的冲击,地方品种的生存空间不断被挤压,出现了种群数量下降、遗传多样性减少以及遗传混杂等问题。就拿家鸡来说,中国拥有众多独具特色的地方鸡种,可它们的遗传背景却常常模糊不清,这就像一团迷雾,严重阻碍了对其遗传资源的有效保护、开发和利用。京油鸡(Beijing-You chicken,BY)作为中国地方鸡种的典型代表,肉质鲜美、外观独特,可它的起源一直是个未解之谜,仿佛隐藏在历史的角落里,等待人们去揭开神秘的面纱。在这样的背景下,开展相关研究迫在眉睫,这不仅关乎地方鸡种的命运,更是对生物多样性保护和可持续农业发展的有力支持。
中国农业大学等研究机构的研究人员挺身而出,踏上了探索京油鸡遗传奥秘的征程。他们的研究成果发表在《BMC Genomics》上,为我们呈现了一幅清晰的京油鸡遗传画卷。
为了深入了解京油鸡的遗传背景,研究人员采用了多种关键技术方法。首先是样本采集与测序,他们收集了 39 个中国地方鸡种(Chinese local chicken,CLC)和 2 个野生原鸡品种的样本,其中京油鸡包含 5 个亚群共 177 个样本 。对这些样本进行全基因组重测序,获取海量的遗传数据。接着进行质量控制和变异检测,运用 GTX-One 平台和多种软件对测序数据进行处理和筛选,确保数据的准确性。随后通过主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)、HyDe 软件分析等方法进行群体结构分析和杂交检测,探索京油鸡与其他鸡种的遗传关系。此外,还利用多种算法进行基因组相似性分析、祖先推断和系统发育加权分析等,全面解析京油鸡的遗传组成 。
在研究结果方面,研究人员取得了一系列重要发现。
- 群体结构与杂交检测:通过 PCA 分析发现,多数 CLC 品种聚类明显,京油鸡与华北、华中地区的 CLC 品种遗传距离较近。HyDe 分析进一步证实京油鸡存在杂交信号,且华北地区鸡种对其遗传贡献较大12。
- 潜在遗传供体:综合运用 IBS 邻接树、Fst 邻接树、nIBD、等位基因频率建模和外群 f3 等多种分析方法,从 39 个 CLC 品种中确定了 12 个京油鸡的潜在遗传供体,包括 BIAN、DG、GS 等34。
- 全球和局部祖先分析:利用 RFMix 软件推断,发现京油鸡全球祖先比例相对稳定,其中 ZYY 的贡献最高,约为 30%。但局部祖先成分存在高度异质性,不过在经过选择的 BY_P 和 BY_F 亚群中,这种异质性有所降低56。
- 基因组结构特征:通过 MSMC2 估计,京油鸡与其遗传供体大约在 5000 年前就已分化,结合其仅有 300 年的稳定品种历史,表明京油鸡可能是近期杂交形成的。而且,京油鸡基因组中祖先杂合子比例较高,连锁不平衡(Linkage Disequilibrium,LD)水平也显著高于其遗传供体,这些都为其近期杂交提供了有力证据78。
- 保护效果评估:对比京油鸡两个随机保护亚群 BY_R1 和 BY_R2 发现,过去十年间其有效种群大小保持稳定,全球祖先比例也未出现明显变化,但基因组多样性和祖先异质性有所下降。这说明虽然保护工作取得了一定成效,但也面临着一些挑战910。
- 选择信号分析:在对主要针对多趾性状选育的 BY_P 和高肌内脂肪含量选育的 BY_F 两个亚群进行分析时,研究人员发现了多个与选育性状相关的基因和区域。例如,在 BY_P 中,与多趾相关的 Lmbr1 基因所在区域出现明显选择信号;在 BY_F 中,检测到大量与肌内脂肪沉积相关的基因,如 ACOX3、KLHL4 等1112。
研究结论和讨论部分进一步揭示了这项研究的重要意义。研究人员成功构建了一种整合全基因组单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)和祖先成分的分析框架,为品种起源追溯、遗传评估、保护效果评价和选择信号检测提供了新的思路和方法。确定了京油鸡的 12 个遗传供体品种,其中河南鸡(如 GS、ZYY、XCB)是其主要遗传贡献者。同时,研究还发现京油鸡在选育过程中,某些基因可能受到遗传供体的影响,这为后续深入研究京油鸡的遗传机制提供了重要线索。此外,研究人员还指出,地方鸡种在遗传保护方面普遍面临挑战,如遗传多样性下降、近交系数增加等,因此优化育种策略、加强遗传多样性管理至关重要。这项研究为地方品种的保护、改良和可持续利用提供了宝贵的理论依据和实践指导,犹如一盏明灯,照亮了地方鸡种遗传资源保护与利用的前行道路。