在日常生活中，鸭蛋是常见的蛋类食品，在全球饮食结构中占据重要地位，尤其在亚洲，咸鸭蛋更是备受喜爱。然而，鸭蛋在储存、运输过程中，蛋壳强度至关重要。若蛋壳强度不足，不仅容易破损，增加成本，还可能因微生物污染引发食品安全问题。同时，市场上鸭蛋壳颜色多样，消费者对蛋壳颜色有一定偏好，且研究发现蛋壳颜色与强度之间似乎存在某种关联，但这种关联并不明确，缺乏深入的分子机制研究。在此背景下，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所的研究人员开展了相关研究，旨在揭示鸭蛋壳颜色与强度之间的内在联系，为提高鸭蛋品质提供理论依据 。该研究成果发表在《BMC Genomics》杂志上。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，选取了中国农业科学院北京畜牧兽医研究所昌平实验农场提供的 M2 系绿壳和白壳雌性北京鸭，构建样本队列。然后，运用 RNA 测序（RNA-Seq）技术对蛋壳腺和肝脏组织进行转录组分析，筛选差异表达基因（DEGs）。此外，利用加权基因共表达网络分析（WGCNA）构建基因共表达网络，确定关键模块和基因。最后，通过逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）对部分基因进行验证。

研究结果

1. 绿壳蛋与白壳蛋的表型差异：研究发现，绿壳蛋组（G 组）蛋壳胆绿素（ESB）含量显著高于白壳蛋组（W 组），同时 G 组蛋壳强度（ESS）也明显更高，而两组在蛋形指数、蛋黄颜色、蛋白高度、蛋重和哈夫单位等其他参数上无显著差异。

2. 差异基因表达分析：对蛋壳腺和肝脏组织进行 RNA-Seq 分析后发现，蛋壳腺中共有 1112 个 DEGs，W 组相比 G 组有 651 个基因显著下调，461 个基因上调；肝脏组织中有 1078 个 DEGs，535 个基因下调，543 个基因上调。

3. 差异基因功能注释和通路富集：蛋壳腺中，差异基因主要富集在物质代谢的发育和调节、物质运输等生物学过程和分子功能上，KEGG 通路中钙信号通路虽未显著富集但排名靠前。肝脏中，差异基因主要与细胞增殖和分化、离子通道活动和跨膜运输相关，在神经活性配体 - 受体相互作用通路显著富集。

4. 蛋壳胆绿素含量和蛋壳强度共表达基因模块：通过 WGCNA 分析，在蛋壳腺和肝脏中分别确定了与 ESB 和 ESS 高度相关的模块。蛋壳腺中有绿色、棕色和红色模块，肝脏中有深绿色、棕色和浅绿色模块。进一步筛选出蛋壳腺中的 14 个关键基因和肝脏中的 42 个关键基因。

5. 关键基因确定：在蛋壳腺中，CEP170 和 NFASC 被确定为与蛋壳颜色和强度相关的关键基因；在肝脏中，SNORC、ANKS6 等 6 个基因被确定为关键基因。RT-qPCR 验证结果显示，关键基因和重要 DEGs 的表达趋势与 RNA-Seq 结果一致。

研究结论与讨论

该研究通过对绿壳和白壳鸭蛋壳腺和肝脏的转录组分析，确定了与蛋壳颜色（ESB）和强度（ESS）相关的关键基因（蛋壳腺：ABCG2、SLC51B、MAP3K5、PPARG、FKBP10 等；肝脏：COX1、DIO3、RBPJ、PHLDA1、FLT3、CACNB4 等）。研究表明，肝脏和蛋壳腺可能通过胆汁酸代谢、抗氧化能力和离子运输通路协同调节蛋壳性状。例如，ABCG2 在绿壳鸭蛋壳腺中显著上调，可能参与胆绿素的运输和合成；MAP3K5 和 PPARG 在白壳鸭蛋壳腺中高表达，可能导致细胞凋亡增加，影响蛋壳质量；而 FKBP10 在绿壳鸭中高表达，有助于胶原蛋白成熟和蛋壳矿化。在肝脏中，PHLDA1、FLT3 和 CACNB4 等基因的上调，可能维持肝细胞增殖和代谢稳定，进而影响蛋壳强度。

然而，该研究提出的肝脏 - 蛋壳腺相互作用模型仍需进一步的功能验证。但此研究为揭示蛋壳颜色和强度的分子机制提供了重要线索，为家禽育种中提高蛋壳质量提供了新的分子靶点，具有重要的理论和实践意义，有望推动家禽养殖产业的发展，减少鸭蛋在生产、运输过程中的损耗，保障蛋类食品安全 。