KIT、MITF基因在鸭黑羽和白羽毛球中差异表达的调控机制及对羽色的影响

羽色一致性在肉鸭育种中具有重要意义。对课题组培育的白羽及黑羽鸭品系毛球RNA进行全基因组表达谱测序、色素合成基因表达及突变分析后，排除了TYR、TYRP1等黑色素合成基因变异是羽色变异来源，将研究鸭羽色变异集中到调控TYR、TYRP1转录及KIT及MITF基因在不同羽色品系毛球中差异表达调控来源的命题上。本项目拟克隆KIT、MITF基因的5'及3'调控区，鉴定顺式作用元件，筛选关键调控因子，检测不同品系KIT基因拷贝数差异，从调控区序列多态、甲基化程度、转录因子活性差异、转录后调控等多个层次探讨目标基因在黑白羽品系毛球中差异表达的机制；构建含启动子区多态的不同等位基因或调控因子慢病毒载体，单独或联合转染到体外培养的白羽毛球细胞中，分析黑色素合成基因TYR和TYRP1的表达变化，确定关键基因及调控因子在羽色形成中的作用。结果可为解析鸭羽色形成的分子机制提供新线索，为鸭羽色的分子育种提新思路。

羽色一致性在肉鸭育种中具有重要意义。常规选育的同时，在分子水平上研究鸭羽色差异的基因调控机制，发现控制羽色的关键基因并利用它们，不仅在实际育种工作中有重要意义，而且做为研究基因调控的模型也有重要理论意义。本项目研究的主要内容围绕确定与鸭羽色变异相关基因及可能的变异机理展开。课题取得的重要结果包括（1）利用RACE方法获得了鸭KIT基因cDNA全长，发现KIT基因存在3种剪接体，且该基因具有拷贝数变异，检测到KIT基因中存在11个SNP和一个12bp的插入/缺失并在不同品种中存在变异。（2）通过RNAseq在鸭MITF基因找到105个SNP，对其中34个SNP在品种间的分布进行了检测，确定MITF是白改鸭外貌特征（白羽黄喙黄蹼）的主效基因。（3）发现了毛球中表达的121个保守miRNAs和8个新miRNAs，筛选出5个在黑羽毛球和白羽毛球中差异表达的miRNAs，发现miR-204靶向黑色素合成通路，揭示出miRNAs在羽毛黑色素沉积过程中具有重要作用。（4）在15个家鸭转录组数据分析中，鉴定了约1.4M个SNP，研究了人工选择在鸭基因组上的印迹，为精细定位部分重要经济性状相关的主效基因奠定了基础。（5）通过对F2代羽色结合喙色、胫色、蹼色表型的再分析，推断白改鸭的外貌特征（白羽、黄喙、黄胫、黄蹼）符合单基因控制的遗传规律；连城白鸭（白羽、黑喙、灰胫、灰黄蹼）受到4个基因控制，本课题研究的数据可以确定有两个基因参入其中。本项目发表SCI收录论文3篇，预计未来2年还有1-2篇SCI论文发表，设计了鸭个体育种鸭蛋自动识别系统并获批专利，培养博士1名（林锐意），留学生一名（sheila）；2016年即将毕业硕士一名（彭思雪），2018年毕业硕士一名（杨刘斌在读）。