云南瓢鸡无尾及瓦灰羽等性状的基因定位、鉴定与基因组多样性研究

Piao chicken is a native chicken breed distributing in Zhen Yuan county and adjoining districts of Yunnan Ai-Lao mountainous area. It is also a unique rumpless chicken in China. Apart from rumpless trait， Piao chicken is characterized of tile feather, blue ear, frizzling feather, fluffy feather and black bone. Numerous unique traits of Piao chicken provide unparalleled genetic resources for the discovery and identification of remarkable genes in China. This proposal aims to clarify genetic laws of rumpless and tile feather, and their genetic relationship by establishing F2 reference population crossed from rumpless Piao chicken and normal White Rock chicken. On the basis of the results, Genes controlling rumpless and tile-grey feather traits will be finely mapped on chicken chromosomes by using 600K Affymetrix Axiom HD SNP chip and Whole Genome Association. Causative genes for rumpless and tile feather traits will be identified by positional cloning, gene express profile, haplotype block and bioinformatics. Origin and differentiation as well as gene diversity of Piao chicken will be clarified on whole genome SNP genotypes. Implementation of this project will provide scientific basis for genetics and breeding as well as protection and utilization for Piao chicken.

瓢鸡是分布于云南哀牢山区镇沅县及周边地区的一个地方鸡种，也是国内唯一的无尾鸡遗传资源，除无尾性状外，瓢鸡群体还存在瓦灰羽、蓝耳、翻毛、绒毛、乌骨等外貌特征。瓢鸡众多特色性状为我国家鸡优质基因的挖掘与基因功能鉴定提供了不可多得的研究素材。目前对瓢鸡无尾、瓦羽等性状的遗传学研究还未见报道。本研究拟组建云南瓢鸡与隐性白洛克鸡杂交F2资源群体，阐明瓢鸡无尾及瓦灰羽等性状的遗传模式。在此基础上，采用鸡600K Affymetrix Axiom HD SNP基因芯片技术精细定位瓢鸡无尾与瓦羽等基因的染色体区间，利用位置克隆、基因表达谱、单倍型模块以及生物信息学技术鉴定控制无尾及瓦羽等特色性状的关键基因，并在全基因组SNP水平上揭示瓢鸡的基因多样性与起源分化关系。课题的实施将阐明瓢鸡无尾及瓦羽等特色性状的遗传规律与分子基础，并对瓢鸡的遗传育种和保护利用提供科学依据。

瓢鸡是中国唯一的无尾鸡品种，该品种拥有的无尾、瓦灰羽、翻毛、卷羽等独特外观性状是挖掘我国优质基因的良好素材。课题组通过瓢鸡与白洛克鸡、海兰蛋鸡的杂交试验，首次阐明了瓢鸡无尾性状、瓦灰羽、翻毛等表观性状的遗传规律，建立了研究瓢鸡表观性状的资源群体；利用600k SNP基因芯片技术全基因组定位了无尾性状在2号染色体的4个基因、瓦灰羽在1号染色体的2个基因和性染色体的2个基因、翻毛羽在一个连锁群的2个基因、绒羽在3号染色体的2个基因；利用基因序列分析技术确定了IRX1是控制无尾性状的关键基因，FBN2、TAF3是瓦灰羽的关键基因, KRT75是翻毛羽型的关键基因以及PDSS2是绒羽的关键基因，并确定了各性状的显著相关SNP位点；利用荧光定量PCR技术分析了瓢鸡无尾性状4个基因在胚胎期和不同日龄雏鸡无尾和有尾个体基因表达差异；利用60万个SNP信息位点，在全基因组水平上揭示了瓢鸡生物多样性特征，阐明了无尾瓢鸡与云南镇沅县当地野生红原鸡的起源进化关系。利用生物信息学技术获得了12个瓢鸡表观性状基因的单倍型多样性、基因杂合度、基因进化树等遗传资源保护关键数据。建立了2个IRX1基因PCR–RFLP无尾性状检测标记，在镇沅云岭广大瓢鸡原种保种场进行了无尾基因的基因纯化工作，为瓢鸡种质资源保护和杂交配套系利用奠定了良好的基础。