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为解决绵羊角在畜牧生产中带来的问题，研究人员开展了关于 KLK7 基因在绵羊角生长中作用的研究。通过分析 RNA 测序（RNA-Seq）和全基因组测序（WGS）数据，发现 KLK7 可能抑制羊角生长，为培育无角绵羊品种提供新视角。
在动物王国里，绵羊的角可不只是装饰，它曾经在绵羊的生存与繁衍中扮演着重要角色，公羊会用角来争夺领地和交配机会。但时过境迁，随着畜牧业向集约化发展，绵羊不再需要角去争夺资源，羊角反而成了 “麻烦制造者”。它们不仅消耗绵羊的能量、破坏养殖围栏，还会引发羊群内斗，给畜牧生产带来诸多不便。目前，手动去角的方法既伤害绵羊，违背动物福利原则，又影响其生产力。所以，培育无角绵羊品种成了亟待解决的难题。
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所和青岛农业大学的研究人员敏锐地关注到这一问题，他们将目光聚焦于 Kallikrein-related peptidase 7（KLK7）基因，开展了一系列深入研究，相关成果发表在《BMC Genomics》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，利用实验室之前收集的 RNA 测序（RNA-Seq）数据，同时从 NCBI 数据库和 EBI 数据库获取大量其他物种及绵羊不同品种、组织和性别的 RNA-Seq 数据，全面分析 KLK7 基因的表达情况。其次，从 NCBI BioProject 数据库获取全基因组测序（WGS）数据，探索 KLK7 基因潜在的功能位点。此外，通过竞争性等位基因特异性 PCR（KASP）技术对单核苷酸多态性（SNP）进行基因分型，验证关键位点。
下面来看看具体的研究结果：
- KLK7 在不同组织和物种中的表达：通过对 RNA-Seq 数据的分析发现，在绵羊不同表型的角组织中，KLK7 的表达水平差异显著。小角（scurred）绵羊的角组织中 KLK7 表达明显高于大角（SHE）绵羊。而且，KLK7 仅在皮肤和角组织中高表达，在其他组织几乎不表达，具有很强的组织特异性。在不同物种中，KLK7 在皮肤组织中的表达量都是最高的，尤其在人和绵羊中更为显著。并且，在无角绵羊皮肤中的表达量高于有角绵羊，这暗示着 KLK7 与角的发育和皮肤形成密切相关，可能在绵羊角发育中起重要调控作用。
- KLK7 蛋白序列的比较分析：构建 KLK7 蛋白序列的系统发育树发现，绵羊、牛和鹿这三种有角反刍动物在进化关系上最为接近。进一步分析氨基酸序列变异，发现这三种动物在 KLK7 蛋白序列的 8 个氨基酸位置（2、11、51、118、141、171、184、250）存在特异性密码子，这些氨基酸残基可能与角的有无相关。
- KLK7 基因序列的潜在功能位点：对不同绵羊品种的 KLK7 进行主成分分析（PCA），发现有角和无角绵羊形成了明显不同的聚类，表明 KLK7 在有角和无角群体间存在一定程度的分化。研究人员共鉴定出 26 个潜在功能位点，其中 11 个具有较高 F 统计值（Fst>0.15）的突变位于内含子区域，还有 13 个突变位于外显子区域，部分位点存在显著遗传差异，这些位点可能参与调控绵羊角的发育。此外，还发现了两个等位基因特异性表达（ASE）位点，其在小角群体中的等位基因计数更高，暗示 KLK7 可能抑制绵羊角的发育。
- KLK7 基因 SNP 的基因型分析：通过将 WGS 数据与羊角长度进行关联分析，发现两个与羊角长度显著相关的 SNP 位点（chr14:56,695,395 和 chr14:56,695,484），并经 KASP 基因分型验证。预测这两个 SNP 对 RNA 二级结构的影响，发现 SNP g.56695395 T>C 对结构的影响更大，可能影响微小 RNA（miRNA）或其他调控因子与 3′非翻译区（3′UTR）的结合，进而影响 KLK7 蛋白的功能，它们有望成为绵羊育种中的潜在遗传标记。
综合研究结论和讨论部分，KLK7 在绵羊角生长发育中扮演着重要角色。在多个物种中，KLK7 在皮肤组织中高表达，而在绵羊中，其在软角组织中的表达高于皮肤，且小角群体中的表达高于大角群体，这些结果强烈表明 KLK7 可能抑制角的生长。研究还鉴定出 8 个可能调节反刍动物角大小的 SNP 位点，以及多个与角生长发育相关的潜在功能 SNP 和 ASE 位点。这一研究成果将 KLK7 确定为调控绵羊角大小的候选基因，为深入理解 KLK7 在绵羊中的功能提供了全新视角，也为未来培育无角绵羊品种提供了重要的理论依据和潜在的遗传靶点，在绵羊遗传育种领域具有重要的应用价值。
