北京油鸡多趾性状主效基因精细定位和功能验证

Polydactyly (Po) is a common limb skeletal dysplasia in vertebrate. The previous reports have suggested Po is an incompletely autosomal-dominant trait. Moreover, linkage analysis has shown that Po is highly associate with microsatellite markers located in end region of short arm of chromosome 2. However, the molecular mechanism and genetic basis of chicken Po remains unclear, and the cause of partial dominant rate of Po is still a speculation. .This project will generate whole genome high density SNPs using next generation sequence technology. The identified SNPs will then be used for linkage analysis in population of F2 backcross between 5 toes of Beijing fatty chicken and 4 toes of shiqiza chicken. Further, we will use RNA-seq technique to compare the transcriptome profile and miRome profile from embryo phalanx tissues between 5 toes and 4 toes (mutant) of Beijing fatty chicken, and further validate the genes attribute to chicken polydactyly. .The aim of this project is to provide fine mapping and function verification of chicken polydactyly major gene. The successful accomplishment of this project will provide us not only practical and effective candidate genes or molecular markers for breeding of high quality meat chicken, but also a novel insight into mechanism of limb development and its related diseases in human and other vertebrates.

多趾（指）是脊椎动物常见的肢体骨骼发育异常表型。尽管已有研究证明鸡多趾性状受常染色体显性基因所决定，而且连锁分析发现其同2号染色体短臂端一定区域微卫星分子标记高度连锁。但迄今为止鸡多趾性状外显率不同的原因还仅限于推测，鸡多趾性状的遗传规律和分子机制还不清楚。.本项目拟采用基于第二代测序技术的全基因组高密度SNP分子标记开发技术，在5趾北京油鸡同4趾石岐杂鸡杂交F2代回交群体中进行遗传连锁分析。另外采用第二代测序技术对5趾和4趾北京油鸡胚胎趾骨组织mRNA和miRNA转录表达谱进行比较和验证。项目旨在.对鸡多趾性状主效基因进行精细定位和功能验证，为人类和其他脊椎动物肢体发育及其相关疾病研究提供有益参考。同时，项目将会为我国以趾型为包装性状的优质鸡专门化品系选育提供切实有效的候选基因或分子标记。

多趾（指）是脊椎动物常见的肢体骨骼发育异常表型。尽管已有研究证明鸡多趾性状受常染色体显性基因所决定，而且连锁分析发现其同2号染色体短臂端一定区域微卫星分子标记高度连锁。但鸡多趾性状遗传规律和分子机制尚不清楚。.随着二代测序技术的兴起和发展，全基因组高密度SNP分子标记的开发已成为可能。本项目首次将简化基因组应用于家禽的分子标记开发，并形成了基于RAD-seq和GBS-seq的分子标记开发技术流程。通过将RAD-seq其应用于中国地方鸡种，我们成功构建了13个中国地方鸡种的SNP图谱，共发现28896个高质量SNP，其中15404个是新发现的SNP。通过成功地将我们开发的SNP图谱应用于腹脂和体重双向选择家系进行遗传分析，我们发现了部分高强度人工选择区域，表明简化基因组SNP分子标记能够用于群体遗传学分析。.通过长期选育，获得了五趾北京油鸡纯系。以该纯系为父本，与母本石岐杂鸡杂交，回交后的群体用于全基因组关联分析。通过综合利用基于RAD-seq的全基因组关联分析与全基因组重测序，我们精确地将北京油鸡五趾突变定位到了SNP rs80659072上，该结果在随机大群体得到了验证。另外，转录组和表达谱测序进一步揭示了五趾和四趾北京油鸡胚胎趾骨发育的分子机制。精确定位北京油鸡多趾性状主效基因为人类和其他脊椎动物肢体发育及其相关疾病研究提供参考。同时，也为我国以趾型为包装性状的优质鸡专门化品系选育提供了切实有效的候选基因或分子标记。