《Genes》：Differences in Reproductive Performance Between Shiqi and Dabao Pigeons: Insights from Multi-Omics Analysis
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背景/目的：石岐鸽和大宝鸽是两个具有不同育种背景和生产相关表型的中国肉鸽品种，但这些差异是否延伸到卵巢生理和分子特征仍不清楚。本研究比较了两个品种之间的卵巢生理性状和多组学特征。方法：研究对象为7月龄性成熟雌鸽。群体水平的产蛋和受精记录来自每个品种456对种鸽
背景/目的：石岐鸽和大宝鸽是两个具有不同育种背景和生产相关表型的中国肉鸽品种，但这些差异是否延伸到卵巢生理和分子特征仍不清楚。本研究比较了两个品种之间的卵巢生理性状和多组学特征。方法：研究对象为7月龄性成熟雌鸽。群体水平的产蛋和受精记录来自每个品种456对种鸽，每2天记录一次。每品种10只雌鸽用于血清生殖激素测定。每品种3只雌鸽用于评估卵泡数量、闭锁情况和成熟卵泡直径。每品种6只雌鸽的卵巢样本通过双端RNA测序和非靶向LC–MS/MS代谢组学在正离子和负离子模式下进行分析。结果：大宝鸽的血清孕酮浓度高于石岐鸽（1.35 ± 0.49 vs. 0.32 ± 0.19 ng/mL, p < 0.001），且成熟卵泡直径更大（2.25 ± 0.31 vs. 1.08 ± 0.56 mm, p = 0.034），而卵泡数量无显著差异。转录组分析鉴定出761个差异表达基因（FC > 2或< 0.5；校正后p < 0.05），主要涉及细胞外基质、胆固醇、雌激素、PI3K–Akt和TGF-β相关过程。代谢组学分析鉴定出5种差异代谢物（VIP > 1, FC > 2或< 0.5；校正后p < 0.05），包括3种牛磺酸结合型胆汁酸。整合分析揭示了与脂质代谢、卵泡信号传导和细胞外基质重塑相关的探索性基因-代谢物关联。结论：石岐鸽和大宝鸽的差异主要在于卵巢生理和分子特征，而短期群体水平的生产记录大致相似。代谢组学差异有限但集中于胆汁酸和脂质相关特征。
论文解读：石岐鸽与大宝鸽繁殖性能差异的多组学分析
一、研究背景与科学问题
肉鸽生产是中国特色家禽产业的重要组成部分，其可持续发展依赖于种质资源改良和高效育种体系的建立。与主要家禽物种相比，肉鸽产业在种禽选择和遗传资源利用方面相对滞后，较低的繁殖效率已成为制约生产力和产业发展的关键瓶颈。家鸽具有独特的繁殖特性：种鸽通常形成稳定配偶对，每窝产两枚蛋，产蛋周期约为8至12天；若将交配、孵化和亲代抚育纳入计算，整体繁殖周期更长。商业化养殖条件下，种鸽约在6月龄开始产蛋。石岐鸽和大宝鸽是两个具有不同育种背景和生长及屠体相关表型的中国肉鸽品种。石岐鸽起源于广东省中山市，通过本地鸽和引入的肉鸽品种长期选育而成；大宝鸽则是20世纪90年代在广东省经过五年选育计划培育的品种。已有研究报告了这两个品种在生长和生产相关性状上的差异，大宝鸽在生长速率、体重和多项体尺性状上具有优势，而石岐鸽展现出更高的屠宰率。此前的研究已将家禽繁殖变异与卵巢基因表达和代谢的变化联系起来，特别是在类固醇生成、卵泡发育和脂质代谢方面。然而，石岐鸽和大宝鸽之间是否存在多水平分子差异仍不清楚。本研究假设这两个品种的卵巢生理状态以及转录组和代谢组特征存在差异，通过比较血清生殖激素、卵巢组织形态学、转录组图谱和代谢组图谱，并整合这些数据集来鉴定与品种相关卵巢变异相关的候选分子特征。
二、研究设计与主要技术方法
本研究采用横断面比较设计，以7月龄石岐鸽和大宝鸽为研究对象。主要技术方法包括以下几个方面。第一，群体生产记录分析：从每个品种456对种鸽的商业繁殖群体中获取产蛋和受精记录，每2天记录一次，观察期为30天。第二，苏木精-伊红染色组织学分析：每品种随机选取3只雌鸽，每只鸽取3张代表性切片进行卵泡计数和成熟卵泡直径测量。第三，血清生殖激素检测：每品种10只雌鸽，使用商业ELISA试剂盒测定促卵泡激素、促黄体生成素、孕酮和雌二醇浓度。第四，卵巢转录组测序：每品种6只雌鸽的卵巢组织进行配对末端RNA测序。第五，非靶向LC–MS/MS代谢组学分析：同批次卵巢样本在正离子和负离子模式下进行代谢物检测。样本来源为海南海口椰岛鸽业食品有限公司。无关的随机效应通过同一实验批次和统一管理条件加以控制。
三、研究结果
3.1 产蛋和受精记录结果
群体水平数据显示，石岐鸽456对种鸽共产蛋701枚，大宝鸽456对种鸽共产蛋704枚，受精蛋数分别为495枚和509枚。两个品种的群体产蛋和受精记录大致相当。由于仅有群体层面的汇总数据，缺乏笼位水平的独立生物学重复，这些数据仅作描述性解释。
3.2 血清生殖激素特征
大宝鸽的血清孕酮浓度为1.35 ± 0.49 ng/mL，显著高于石岐鸽的0.32 ± 0.19 ng/mL，差异具有统计学意义。促黄体生成素和促卵泡激素在石岐鸽中数值较高，但差异未达到统计学显著水平。雌二醇浓度在两个品种间无显著差异。
3.3 卵巢组织学特征
组织学观察显示两个品种的卵巢均含有原始卵泡、生长卵泡和成熟卵泡等多个发育阶段的卵泡。定量分析表明，两个品种在原始卵泡数量、生长卵泡数量、成熟卵泡数量和闭锁卵泡比例上无显著差异。然而，大宝鸽的成熟卵泡平均直径（2.25 ± 0.31 mm）显著大于石岐鸽（1.08 ± 0.56 mm），表明两品种在成熟卵泡发育上存在差异。
3.4 卵巢转录组分析
转录组分析显示两个品种的卵巢样本在PCA和层次聚类中呈现明显分离。共鉴定出761个差异表达基因，其中414个上调、347个下调。GO富集分析显示这些基因主要与细胞外基质组织、细胞粘附和信号传导相关。KEGG通路富集分析突出显示了ECM-受体相互作用、胆固醇代谢、雌激素信号通路、TGF-β信号通路、PI3K-Akt信号通路和黏着斑等通路。蛋白质-蛋白质相互作用网络分析鉴定了ITGB3、THBS1、INHBB和PPARG等多个高度连接的候选基因，提示两品种的卵巢转录组差异涉及细胞外基质重塑、脂质代谢和生殖信号传导相关过程。
3.5 卵巢代谢组学分析
正离子模式模型R2Y为0.999、Q2为0.504，负离子模式模型R2Y为0.997、Q2为0.591。经Benjamini-Hochberg多重检验校正后，共5种代谢物在两个品种间存在显著差异：牛磺脱氧胆酸、牛磺鹅脱氧胆酸、牛磺熊脱氧胆酸和葵酰肉碱在大宝鸽中含量较高，而戊二酸酐在石岐鸽中含量较高。值得注意的是，5种差异代谢物中有3种为牛磺酸结合型胆汁酸，表明胆汁酸相关代谢是区分两品种的显著代谢特征。
3.6 转录组和代谢组整合分析
整合分析显示，三种牛磺酸结合型胆汁酸和葵酰肉碱与选定的卵巢差异表达基因主要呈正相关，涉及PPARG、CD36、APOA1、NR5A2、INHBB和多种细胞外基质相关基因；而戊二酸酐总体呈负相关模式。这些关联提示品种相关的卵巢差异可能涉及脂质/胆汁酸相关代谢与卵巢转录程序的同步变化，但这些相关性属于探索性结果，不建立直接的调控或因果关系。
四、讨论
研究表明大宝鸽表现出更高的血清孕酮浓度和更大的成熟卵泡，而卵泡数量无显著差异，这些发现提示品种间差异主要体现在卵巢生理状态和卵泡成熟程度而非总体繁殖性能。孕酮参与终末卵泡成熟和排卵过程，成熟卵泡直径反映卵泡生长和卵黄沉积。转录组的761个差异表达基因涉及ECM-受体互作、PI3K-Akt、TGF-β等信号通路，这些通路与卵泡发育、细胞外基质重塑和脂质代谢密切相关。代谢组学结果集中于牛磺酸结合型胆汁酸，胆汁酸作为胆固醇代谢的下游产物，与家禽卵巢功能和繁殖性能相关。整合分析进一步揭示了脂质代谢相关基因与差异代谢物之间的关联网络。
五、研究结论
石岐鸽和大宝鸽的短期群体水平繁殖记录大致相似，但大宝鸽表现出更高的血清孕酮浓度和更大的成熟卵泡。经多重检验校正后共鉴定出761个差异表达基因和5种差异代谢物，后者主要为牛磺酸结合型胆汁酸和葵酰肉碱。整合分析揭示了这些代谢物与脂质代谢、卵泡信号传导和细胞外基质重塑相关卵巢基因之间的探索性关联。总体而言，品种相关差异在卵巢生理和分子特征上比短期群体繁殖记录更为明显。该研究论文发表于《Genes》。
