SRGAP2基因多态性与黔东南小香鸡生长性能的关联研究

《Poultry Science》：Association between SRGAP2 gene polymorphisms and growth performance in Qiandongnan Xiaoxiang chickens

　　

摘要 尽管地方鸡具有优良的肉质和环境适应性，但其相对较慢的生长速度限制了其商业开发和利用，因此阐明生长性状的遗传机制并鉴定与生长性能相关的功能基因具有重要意义。本研究以186只黔东南小香鸡为研究对象，探讨候选基因SRGAP2（SLIT-ROBO Rho GTPase激活蛋白2）的遗传多态性、与生长性状的关联及其表达模式。PCR扩增和Sanger测序在SRGAP2基因第一外显子中鉴定出两个错义变异，即g.2504315 T>G和g.2504470 G>A。群体遗传分析显示，两个SNP位点均符合哈迪-温伯格平衡，且表现出低遗传多态性。关联分析显示，g.2504315 T>G位点与黔东南小香鸡的体重（BW）和平均日增重（ADG）显著相关（P = 0.044）。携带GG基因型的个体表现出更高的体重和平均日增重，而携带TT基因型的个体生长性能较差。尽管g.2504470 G>A位点与生长性状无显著关联，但表现出潜在的遗传效应趋势。进一步的实时荧光定量聚合酶链反应（RT-qPCR）分析显示，低体重鸡胸肌和腿肌中SRGAP2的表达显著高于高体重鸡（P < 0.001）。综上所述，SRGAP2基因可能参与调控黔东南小香鸡的生长速率，g.2504315 T>G多态性具有作为生长性状分子标记的潜力。本研究为理解地方鸡生长缓慢的遗传机制以及促进标记辅助育种提供了理论基础。

论文解读：SRGAP2基因多态性与黔东南小香鸡生长性能的关联研究

一、研究背景与意义

生长性状是鸡重要的经济性状，属于由多基因控制的复杂数量性状。近年来，家禽育种技术的进步大幅提升了肉鸡的生长性能和饲料效率。随着生活水平提高，市场对优质禽肉产品的需求持续增长，这对家禽生产性能提出了更高要求。地方鸡品种经过长期对特定生态环境的适应进化，具有肉质优良、抗病性强、遗传多样性丰富等宝贵特性，是家禽遗传改良的重要种质资源。然而，与商业化肉鸡相比，地方鸡普遍存在生长速度慢、饲料效率低的问题，这限制了其大规模商业化利用。黔东南小香鸡是珍贵的地方鸡品种，以体型小、生长缓慢为特征，深受消费者喜爱。因此，阐明黔东南小香鸡生长缓慢的遗传基础并鉴定与生长性状相关的关键功能基因，对加速地方鸡品种的遗传改良具有重要意义。

生长性状受遗传、营养和环境等多因素影响，其中遗传是决定生长性能的关键因素。已有研究对生长激素/胰岛素样生长因子轴相关候选基因的遗传多态性进行了广泛研究，证明这些基因的单核苷酸多态性（SNP）能显著影响鸡的生长性状。随着全基因组关联分析的发展，研究人员能够在全基因组水平系统研究鸡生长性能的遗传机制，并鉴定出多个与生长性状相关的候选基因。然而，大多数候选基因的功能作用和调控机制仍未得到充分验证。该研究团队此前通过基因组学、转录组学和代谢组学数据的整合分析，发现SRGAP2（SLIT-ROBO Rho GTPase激活蛋白2）位于与鸡生长性能相关的基因组区域，其遗传变异与体重（BW）和平均日增重（ADG）显著相关。然而，SRGAP2多态性在不同鸡群中对生长性状的影响及其组织特异性表达模式和分子调控机制仍不清楚。本研究整合遗传多态性和基因表达分析，探讨SRGAP2与黔东南小香鸡生长性能的关联，为揭示其生长缓慢的遗传机制提供新见解。

二、研究内容与主要技术方法

研究人员以贵州大学研究鸡场饲养至70日龄的186只黔东南小香鸡为研究对象，所有鸡只接受相同日粮并自由饮水。在试验期间记录所有鸡只出生当天及1至70日龄的体重，并计算平均日增重。70日龄时禁食24小时后采集翅静脉血样和胸肌、腿肌组织样本。研究人员采用了以下关键技术方法：通过PCR扩增和Sanger测序鉴定SRGAP2基因外显子1-4区域的多态性位点；利用Excel和SPSS进行群体遗传学分析，包括基因型频率、等位基因频率、观察纯合度（Ho）、期望杂合度（He）、有效等位基因数（Ne）和多态信息含量（PIC）计算以及哈迪-温伯格平衡检验；按照体重四分位数将186只个体分为高体重（HBW）组和低体重（LBW）组，每组47只，并从中随机选取胸肌和腿肌样本各12个（每组各6个）进行RNA提取；采用实时荧光定量聚合酶链反应（RT-qPCR）检测SRGAP2基因在胸肌和腿肌组织中的相对表达水平，以β-actin为内参基因，使用2^?ΔΔCt法计算相对表达量；采用Kruskal–Wallis检验比较不同基因型间的体重差异，采用Mann–Whitney U检验比较高、低体重组间的基因表达水平差异。

三、研究结果

1. 黔东南小香鸡SRGAP2基因SNP的鉴定

研究人员以186只黔东南小香鸡基因组DNA为模板，对SRGAP2基因外显子1-4进行PCR扩增。1.5%琼脂糖凝胶电泳检测显示所有PCR产物均为清晰单一条带，片段大小与预期长度一致，表明引物特异性良好，可用于后续Sanger测序分析。测序结果与NCBI GenBank数据库中鸡SRGAP2基因参考序列（NC_052557.1）比对，在SRGAP2基因第一外显子中鉴定出两个单核苷酸多态性位点：g.2504315 T>G和g.2504470 G>A。这两个位点均为错义突变。

2. 黔东南小香鸡SRGAP2多态性的遗传多样性

群体遗传分析显示，在g.2504315 T>G位点检测到TT、TG和GG三种基因型，其中GG为主要基因型（频率0.9194），G为主要等位基因（频率0.9435）。在g.2504470 G>A位点，GG基因型占优势（频率0.8871），G等位基因频率为0.9355。哈迪-温伯格平衡检验显示两个位点均处于平衡状态（P > 0.05）。遗传多样性参数分析显示，g.2504315 T>G位点的Ho为0.9516、He为0.0484、Ne为1.1192、PIC为0.1065；g.2504470 G>A位点的Ho为0.9032、He为0.0968、Ne为1.1373、PIC为0.1207。根据PIC分类标准，两个SNP位点均属于低多态性位点（PIC < 0.25），表明SRGAP2在黔东南小香鸡群体中遗传多样性有限。尽管这两个变异多态性较低，但位于外显子区域并导致氨基酸替换，可能代表潜在的功能标记。

3. SRGAP2基因多态性与黔东南小香鸡生长性状的关联

关联分析结果显示，g.2504315 T>G位点与黔东南小香鸡的体重和平均日增重显著相关（P = 0.044）。携带GG基因型的个体表现出更高的体重和平均日增重值，而携带TT基因型的个体生长性能相对较低。g.2504470 G>A位点不同基因型个体间的体重和平均日增重差异未达到统计学显著水平（P = 0.052），但表现出潜在遗传效应趋势。结果表明，g.2504315 T>G位点可作为改善地方鸡生长性状的潜在分子标记。

4. SRGAP2基因在鸡胸肌和腿肌组织中的相对表达水平

RT-qPCR分析显示，SRGAP2基因在胸肌和腿肌组织中的表达均存在显著差异，低体重个体的表达水平显著高于高体重个体（P < 0.001）。这一结果表明白SRGAP2基因高表达与低体重表型正相关，提示SRGAP2可能参与调控地方鸡的生长发育，其表达水平变化可能与个体生长速率密切相关。

四、讨论与结论

本研究在黔东南小香鸡SRGAP2基因第一外显子区域鉴定出两个SNP位点：g.2504315 T>G和g.2504470 G>A。外显子是基因表达和翻译为蛋白质的编码区域，外显子区域的突变会影响蛋白质结构稳定性、分子相互作用能力和下游信号转导过程。错义突变是影响动物数量性状的重要遗传变异类型，可通过改变候选基因功能影响生长发育等生物学过程。SRGAP2作为SLIT-ROBO信号通路的调控组分，在Rho GTPase调控、细胞骨架重塑和细胞迁移中发挥重要作用。SRGAP2表达水平或遗传变异可能改变Rho GTPase介导的细胞骨架稳态，影响肌细胞增殖、分化和肌原纤维形成效率。此外，SRGAP2参与细胞膜重塑和细胞迁移，而骨骼肌前体细胞的定向迁移和融合对肌肉组织发育至关重要。因此，SRGAP2调控异常可能影响肌肉发育，与地方鸡的体重差异相关。

群体遗传分析发现两个位点在黔东南小香鸡群体中均呈现低多态性。长期选择压力可能推动与生长性能相关的有利等位基因在特定群体中逐渐固定，从而降低遗传多样性。关联分析显示g.2504315 T>G变异与体重和平均日增重显著相关，携带GG基因型的鸡生长性能更优，而TT基因型生长性能较差。低体重个体胸肌和腿肌中SRGAP2表达显著高于高体重个体，表明SRGAP2高表达可能与地方鸡生长受限密切相关。SRGAP2可能是调控地方鸡生长速率的重要候选基因。

本研究仍存在一定局限性：研究群体仅来源于单一地方鸡品种，样本量相对有限，关联结果仍需在不同遗传背景的鸡群中验证；研究主要通过SNP关联分析和表达差异分析推断SRGAP2的功能作用，尚未开展基因编辑、蛋白质互作和细胞功能实验，其具体调控机制仍需进一步阐明；SRGAP2错义突变是否通过影响蛋白质结构、亚细胞定位或下游信号通路来调控肌肉发育和生长性能，仍需进一步研究。

结论：本研究在黔东南小香鸡SRGAP2基因外显子区域鉴定出两个错义变异g.2504315 T>G和g.2504470 G>A。遗传分析显示两个位点均呈现低多态性，其中g.2504315 T>G位点与体重和平均日增重显著相关。携带GG基因型的个体表现出更高的体重和平均日增重值，而携带TT基因型的个体生长性能较低。RT-qPCR分析表明，低体重个体胸肌和腿肌中SRGAP2表达显著上调。综合这些发现表明，SRGAP2可能参与调控地方鸡的生长速率，g.2504315 T>G位点可作为改善生长性状的潜在分子标记，有助于地方鸡的分子标记辅助选择。