多组学网络分析揭示瘤牛饲料效率与甲烷排放的基因组-转录组-微生物组互作机制

来自巴西的研究人员通过多组学网络分析，探究了Nelore牛剩余采食量（RFI）和剩余甲烷排放（RME）性状的上位性效应，发现14个和10个显著SNP-SNP互作模块，涉及免疫系统和细胞骨架通路，为通过微生物组和转录调控改善 cattle 生产性状提供新候选靶点。

　　

许多单核苷酸多态性（SNP）相互作用的微效应对复杂性状的形成具有决定性影响。这种被称为上位性（epistasis）的非加性遗传效应，表明某个变异位点的作用依赖于其他位点的存在。本研究针对瘤牛（Bos indicus）品种Nelore牛的剩余采食量（residual feed intake, RFI）和剩余甲烷排放量（residual methane emission, RME）性状，系统检验了其上位效应，并进一步评估了这些遗传互作在其它组学层面的影响——包括瘤胃内容物和粪便中的微生物组成（microbiome），以及瘤胃壁中信使RNA（mRNA）与微小RNA（miRNA）的表达谱。

通过基因组互作模块分析，共鉴定出14个与RME显著相关的SNP-SNP模块，以及10个与RFI相关的模块。这些SNP多数位于基因内区（intronic）和基因间区（intergenic）。富集分析显示，这些模块显著关联免疫系统相关通路与肌动蛋白细胞骨架（actin cytoskeleton）的组织过程。此外，研究还发现这些遗传互作模块与多组学数据存在广泛关联。结果表明，免疫应答与纤毛组织（cilium organization）可能在饲料效率调控中扮演关键角色。这些发现不仅为通过微生物群落调控和转录干预提升 cattle 经济性状提供了新的候选机制，也突显了网络分析在揭示新型功能互作中的强大能力。此项研究为改善 cattle 饲料利用效率和减少甲烷排放提供了新的见解与潜在靶点。