揭示内洛尔牛基因组中传输比率扭曲区域及其潜在致死等位基因的生物学意义

本研究针对内洛尔牛(Bos taurus indicus)基因组中传输比率扭曲(TRD)现象展开深入探究，通过分析3,351头个体的612,154个SNP标记，鉴定出1,249个TRD区域，其中132个区域可能携带半致死或致死等位基因。研究团队采用TRDscan v.2.0软件进行贝叶斯分析，结合功能基因组富集分析，发现这些区域与胚胎发育、形态发生等关键生物学过程显著相关。该成果为优化育种策略、减少有害等位基因传播提供了重要依据，对提升热带肉牛生产效率具有重要意义。

　　

在畜牧业遗传育种领域，传输比率扭曲(Transmission Ratio Distortion, TRD)作为一种偏离孟德尔遗传规律的现象，正日益受到研究者关注。这种现象表现为杂合亲本的等位基因以非预期的50%比例传递给后代，可能由减数分裂驱动、配子选择或胚胎致死等多种生物学机制引起。在商业牛群中，TRD区域往往与繁殖障碍、胚胎死亡等生产问题密切相关，特别是当这些区域携带潜在致死或半致死等位基因时，可能对牛群的生产效率和遗传进展造成严重影响。

尽管在荷斯坦牛(Bos taurus taurus)等品种中已有TRD相关研究，但在热带地区主要肉牛品种——内洛尔牛(Bos taurus indicus)中，这一现象的系统研究仍属空白。作为巴西等热带地区最重要的肉牛品种，内洛尔牛以其卓越的环境适应性和抗病性著称，但其繁殖效率仍有提升空间。了解该品种基因组中的TRD模式，对于优化育种策略、避免有害基因积累具有重要实践意义。

针对这一科学问题，来自普渡大学、圣保罗州立大学等机构的研究团队Gustavo R. D. Rodrigues、Luiz F. Brito等研究人员，对经过44年人工选择的封闭实验群体开展了系统研究。该成果发表在《Journal of Animal Science》上，首次全面描绘了内洛尔牛全基因组范围内的TRD图谱，并深入解析了其生物学意义。

研究团队采用了多项关键技术：基于1,891个"个体-父本-母本"三重基因型数据，使用TRDscan v.2.0软件进行贝叶斯分析；采用单SNP和滑动窗口(5-25个SNP)两种策略检测TRD；通过连锁不平衡分析(r²

0.8)界定TRD区域；利用GALLO R包进行基因注释和QTL定位；通过gprofiler2进行功能富集分析。所有分析均基于ARS-UCD1.2牛参考基因组。

TRD区域的全基因组鉴定
研究共发现37,783个SNP和174,190个单倍型呈现TRD模式，对应1,249个基因组区域，覆盖约9.22%的牛基因组。这些区域分为三类：802个整体TRD(α效应)、191个亲本特异性TRD(α_s
/α_d
效应)和256个基因型TRD(α_g
/δ_g
效应)。值得注意的是，父本特异性TRD(183个)显著多于母本特异性TRD(7个)，可能与精子发生过程中的高细胞分裂次数有关。

潜在致死等位基因的鉴定
通过设定严格标准( underrepresented offspring≥1,000且|TRD效应|≥0.2)，确定了73个等位TRD区域和59个基因型TRD区域可能携带致死等位基因。最极端的例子出现在BTA24(43.31-43.51 Mb)，其加性TRD效应达0.993±0.006，且AB×AB交配中完全缺失BB型后代。44个TRD区域与先前报道的致死单倍体重叠，如BTA1(40.84-41.04 Mb)和BTA22(46.60-46.80 Mb)。

功能基因组分析
2,265个基因被注释到TRD区域，包括90个miRNA和18个snoRNA等非编码RNA。功能富集发现200个显著GO条目，涉及胚胎发育(GO:0009790)、G2/M细胞周期转换(GO:0000086)等过程。QTL分析显示TRD区域显著富集于生长、饲料效率(RFI)和繁殖性状相关位点，如BTA10(86.13-86.33 Mb)区域与349个产犊难易度QTL重叠。

这项研究首次系统揭示了内洛尔牛基因组中的TRD模式，为理解非孟德尔遗传机制提供了新视角。发现的TRD区域及其候选基因，特别是那些与胚胎发育和繁殖性能相关的区域，为分子育种提供了重要靶点。研究建议将TRD信息整合到基因组选择中，既可提高选择准确性，又能有效控制有害等位基因的传播。这些发现对热带地区肉牛遗传改良具有重要实践意义，也为其他畜种的TRD研究提供了方法学参考。

未来研究可进一步通过全基因组测序(WGS)精确鉴定致病变异，并结合转录组学解析TRD的分子机制。此外，开发针对TRD区域的分子标记，将有助于在实际育种中实现早期选择和精准配种，最终提升牛群的生产效率和遗传增益。