瓢鸡无尾性状的分子遗传机理研究

Piao chicken is local chicken breed which has obvious variation in caudal vertebrae. The normal chicken has more than 40 vertebrae, of which about 10 caudal vertebrae. In piao chicken, the final vertebrae finally fuse to form the pygostyle. Furthmore, Piao chicken lost the caudal vertebra, pygostyle, tail feather, sickle feather and uropygial gland. The previous studies find that the tail length of different breeds or lines is controlled by different genes. So there is still considerable controversy about the genetic mechanism of the variation of the caudal vertebra. In this study, the hereditary way of rumpless trait in chicken was judged by the reciprocal crosses between the Piao chicken and the Roman chicken. According to the data of the resequencing analysis of Piao chicken, we will locate the selected regions of variation of caudal vertebrae and tail feather, and annotate the selected functional genes. By testing the expression level and location of the candidate genes in the different stages and in different tissues during embryo development, combining with the data of the caudal phenotype, genome resequencing and gene expression, we will find the major genes that affected variation of caudal vertebrae and tail feather. And then molecular regulation network will be constructed , which will provide scientific basis to clarify birds and other vertebrates coccygeal vertebra genetic variation law and the molecular mechanism.

瓢鸡是尾椎骨变异比较明显的地方鸡品种，正常鸡的椎骨数超过了40根，其中尾椎骨约10根，末端椎骨最终融合成了尾综骨。而瓢鸡缺失了坐骨之后的尾椎骨和尾综骨，同时丢失了尾羽、镰羽和尾脂腺等重要的尾部结构。研究表明，不同品种或品系的尾部长度的遗传方式存在明显差异，分别受控于不同的基因，因此有关尾椎变异的分子遗传机制仍存在很大争议。本研究以无尾瓢鸡和有尾罗曼鸡进行正反交试验，判断无尾性状的遗传方式。在此基础上进一步开展无尾鸡的重测序，定位尾椎和尾羽变异的受选择区域，注释受选择的功能基因。通过检测不同胚胎发育期间不同组织中的表达水平和分布，整合尾椎表型、基因组重测序和基因表达数据，探索影响尾椎和尾羽变异的主效基因，分别构建分子调控网络，为揭示家禽以及其他脊椎动物尾部遗传变化规律和分子机制提供科学依据。

瓢鸡是尾椎骨变异比较明显的地方鸡品种，正常鸡的椎骨数超过了40根，其中尾椎骨约10根，末端椎骨最终融合成了尾综骨。而瓢鸡缺失了坐骨之后的尾椎骨和尾综骨，同时丢失了尾羽、镰羽和尾脂腺等重要的尾部结构。研究表明，不同品种或品系的尾部长度的遗传方式存在明显差异，分别受控于不同的基因，因此有关尾椎变异的分子遗传机制仍存在很大争议。本研究收集了鸡的组织形态学、转录组和基因组研究无尾鸡的基因组等数据，利用了选择信号分析、加权基因共表达网络分析、差异分析、网络分析等技术。通过不同角度，定位了尾椎和尾羽变异的受选择区域，并注释到受选择的功能基因，发现了不同品种的分化基因与无尾鸡的分化信号基因集存在重叠，作为尾椎和尾羽变异的主效基因。这些基因中的36个基因在尾鸡和无尾鸡胚胎发育过程中存在差异表达，其中9个基因在PSI上存在显著差异。在基构建的网络分析中无尾鸡的网络连通性比有尾鸡更大，并富集在甘油磷脂代谢、点样受体信号通路、MAPK信号通路、间隙连接和磷脂酰肌醇信号通络中。这些结果为无尾鸡品种特性的研究提供了有用的信息。为揭示家禽以及其他脊椎动物尾部遗传变化规律和分子机制提供科学依据。