整合多组学揭示杜洛克公猪精液质量遗传机制：DCAF12和ZSCAN9的关键调控作用

本研究针对公猪繁殖性能遗传改良被忽视的现状，通过整合GWAS、TWAS和共定位分析，系统解析了杜洛克公猪11项精液质量性状的遗传基础。研究人员收集3,604头公猪19万份精液记录，发现精液性状遗传力为0.095-0.343，鉴定出13个QTL和19个独立变异位点。创新性结合PigGTEx资源揭示DCAF12通过肌肉组织eQTL调控精子活力和形态，ZSCAN9通过下丘脑-垂体-性腺轴影响精子运动性，为畜禽育种和男性不育研究提供新靶点。

　　

在畜禽育种领域，公猪繁殖性能长期被生长速度和瘦肉率等经济性状的光环所掩盖。尽管人工授精技术已积累海量精液表型数据，但传统育种对精液质量的遗传机制认知仍存在显著空白。更令人担忧的是，人类男性不育症研究缺乏理想动物模型，而公猪与人类在生殖系统结构和精液组成上的高度相似性，使其成为破解雄性生育力遗传密码的关键物种。

广西大学动物科学技术学院联合华南农业大学的研究团队在《Journal of Animal Science and Biotechnology》发表重要成果。该研究突破传统GWAS局限，创新性整合PigGTEx多组织eQTL数据和FAANG表观组资源，绘制出迄今最全面的公猪精液质量遗传图谱。研究人员收集3,604头杜洛克公猪19万份精液记录，采用Hamilton Thorne UltiMate CASA系统精准测量11项性状，包括传统参数（精液体积、精子浓度）和罕见形态指标（尾部弯曲、远端胞质滴）。通过80K SNP芯片分型结合PGRP参考面板进行全基因组序列填充，最终获得1076万高质量SNP。采用重复性模型GWAS、TWAS和贝叶斯共定位分析，系统解析遗传调控网络。

研究首先揭示精液性状的复杂遗传架构：精子功能计数（SPFCOUNT）遗传力最高（0.343±0.015），而精子正常率（SPNR）最低（0.095±0.013）。基因相关性分析发现精子前向运动力（SPPMOT）与尾部卷曲（SPTACOIL）呈强正相关（0.661），与远端胞质滴（SPDCD）呈负相关（-0.748），暗示共享调控通路。

关键发现1：DCAF12的跨组织调控机制
染色体10上32.23kb的QTL同时影响SPPMOT、SPTACOIL和SPDCD。共定位分析发现肌肉组织中rs341819301（与lead SNP rs319824241存在强LD，r²=0.825）显著调控DCAF12表达（PP4>0.9）。表观组分析显示该变异富集在12个组织的"Bivalent/poised TSS"染色质状态，可能通过抑制DCAF12转录影响精子发生。这与果蝇和小鼠实验证据高度吻合——DCAF12缺失会导致MOV10 RNA解旋酶泛素化降解，破坏精子发生。

关键发现2：ZSCAN9的神经内分泌调控
染色体7上1.1Mb QTL与精子运动力（SPMOT）相关，MAGMA基因分析鉴定出ZSCAN9等10个候选基因。TWAS显示ZSCAN9在肌肉、脂肪和肠道组织显著关联，而共定位揭示子宫组织中rs322211455（PP4=0.91）调控该基因表达。有趣的是，ZSCAN9在下丘脑和垂体高表达，提示其可能通过HPG轴间接调控精液质量。rs322211455基因型与精子异常率显著相关，为雄性不育提供新分子标记。

这项研究创建了首个整合精液表型组-基因组-转录组的分析框架，突破传统GWAS"只见位点不见机制"的局限。发现的DCAF12和ZSCAN9不仅为猪分子育种提供靶点，其人类同源基因的保守功能更为男性不育诊治开辟新思路。研究建立的190,000份精液记录队列成为迄今最大规模畜禽生殖遗传资源，精液形态数字化评估体系为行业树立新标准。未来通过基因编辑验证这些候选基因，将加速从遗传发现到育种应用的转化。