鸡贮精能力差异相关新基因的筛选及其分子机制初探

The hen's storage sperm ability(HSSA) is time span of sustainly laying fertile eggs by one insemination, the longer the better. HSSA has significant difference among species. Individual Differences exist in both local and commercial chicken breed for HSSA. It is inherent trait that can not be very changed by quantity of insemination. Rapeatability of HSSA is about 0.42.The hen's storage sperm ability makes a direct impact on the availability of rooster, quantity of rooster keeping, the frequence of AI and labor of AI, finally make a contribution to economic returns, is a importantly reproductive trait undeveloped in poultry industry. In this study, we will try to identify genomic markers and genes which associated with the HSSA by GBS( Genotyping by Sequencing) 1200 jinghong No 1 hens（our group have 426 individuals already）which have HSSA recordings using GWAS model, deep sequencing candidate genomic region by NimbleGen sequence captive chip, RNA-SEQ will be performed in high and low POHSS hen's UVJ where SSTs exist, and identify key candidate genes and markers by analysis mutation of gene structure and the difference in mRNA expression level, Regulatory element, genes and their regulation pathway will be built, the molecular mechanism of POHSS' variation will be illustrated. It is the goal of this project that provide candidate gene and genetic marker for breeding new chicken strain which posses high HSSA.

母鸡贮精能力是指母鸡授精一次能够持续生产受精蛋的天数，天数越长贮精能力越高。鸡贮精能力在地方品种和商用品种中都存在显著的个体差异，不受输精量的影响，重复率约0.42,直接影响种公鸡的利用率和饲养量、人工授精频率和人力成本，从而影响种鸡业的经济效益。目前鸡贮精能力个体差异的分子调控机制尚不清楚。本项目在已经获得群体表型性状的基础上，拟通过高通量基因组测序，对1200只（已收集426只）有贮精能力性状记录的京红1号进行测序基因型分型，用全基因组关联分析策略筛选相关基因组候选区间，结合NimbleGen序列捕获芯片对筛选到的候选基因组区域做深度测序，对高、低组贮精能力的母鸡贮精管进行RNA测序，结合基因组结构变异和表达水平差异鉴定重要候选基因和标记，分离相关调控元件与调控因子，发掘与贮精能力相关的基因及其调控通路，解析鸡贮精能力差异的分子机制，为选择高贮精能力的鸡新品系提供候选基因及遗传标记。

母鸡贮精能力是指母鸡授精一次能够持续得到受精蛋的时间间隔，时间间隔越长贮精能力越高。鸡贮精能力在地方和商用品种中都存在个体差异，不受输精量的影响，贮精能力的高低直接影响人工授精的频率、种公鸡饲养量和人工成本，从而影响种禽业的经济效益。母鸡的储精性状的生物学基础是母鸡的子宫-阴道结合部（Utero-vaginal junction，UVJ)）存在有能够储存精子的特殊管状腺（储精管，Sperm storage tubulars，SSTs）。本研究发现母鸡的储精性状在群体内存在变异，可以描述为一次自然交配或人工授精后母鸡产受精蛋的个数或持续的天数，以母鸡为研究材料，测定其储精能力性状，确定其储精能力性状表现值的计算方法；利用600k高密度SNP芯片对有表型记录的母鸡进行了基因型的判定，并利用全基因组关联分析（GWAS）检测发掘了与母鸡储精性状相关的分子标记7个，获得发明专利申请2个；结合表达谱测序（RNA-seq）分析筛选母鸡储精性状的调控基因；对基因TGFβs进行了深入研究，发现TGFβ3基因中的SNPs与母鸡储精性状显著关联，同时发现该基因为多拷贝基因，其拷贝数与母鸡储精性状存在显著关联。在该基金完成期间，在国家基金的资助下，经过4年的努力，对母鸡贮精能力性状进行双向选择，已经繁殖到F5，部分F5的母鸡已经进行了贮精能力的测定，F6已经着手组建。这些资源群体的建立为今后研究贮精能力性状提供了有效的实验素材。.母鸡贮精能力性状作为具有重要经济价值的繁殖性状引起了中国最大世界第三的育种公司-峪口禽业的高度重视，着手在峪口禽业进行以贮精能力为表型性状的选育工作。.目前，对于母鸡储精性状差异的遗传机制尚不清楚，本项目对该性状差异的遗传机理进行了部分研究，初步解析了母鸡储精性状相关的分子调控机制，发现了一批与储精能力性状相关联的分子标记。本项目的研究结果促进了该性状在育种及生产中的应用，因此本研究具有重要的理论和实际生产意义。