科研进展 | 家鹅ddGBS技术研发及其在数量性状形成机制解析中的应用
近期,上海市农业科学院畜牧兽医研究所水禽育种团队在浙东白鹅体重、体尺等重要经济性状的遗传机制解析领域取得重要进展。团队自主研发优化双酶切简化基因组测序(ddGBS)技术,系统开展全基因组关联研究,精准定位控制浙东白鹅生长发育的关键遗传位点,为肉鹅分子育种与高效选育提供核心技术支撑与理论依据。研究成果发表于国际学术期刊BMC Genomics(IF:3.7)上。
我国是全球肉鹅养殖与消费第一大国,浙东白鹅作为优质肉用地方品种,具备早熟、肉质佳、生长快等优良特性,是肉鹅产业核心种质资源。当前,鹅育种仍以传统表型选择为主,存在周期长、效率低、遗传进展缓慢等问题。随着分子育种技术快速发展,全基因组选择已成为畜禽育种革新方向,而低成本、高通量、高准确度的全基因组标记分型技术是实施鹅基因组选择的关键瓶颈。此前,家鹅缺乏成熟简化基因组分型方案,体重、体尺等核心性状的遗传基础与调控位点尚不明确,严重制约分子育种进程。为此,团队聚焦浙东白鹅重要经济性状,开展简化基因组技术研发与遗传机制解析,助力肉鹅育种从 “表型选择” 迈向 “精准育种”。
图1 本试验建立的简化基因组测序方案及其准确性。1A:不同测序深度时所获得的标记数量;1B:不同测序深度且不同批次相同个体间的分型一致性;1C:不同测序深度且不同建库引物时,相同个体间的分型一致性。
本研究率先建立适配家鹅的优化双酶切 ddGBS 技术体系,通过EcoRI 与 BfaI双酶切组合,实现基因组高效片段化,结合 Illumina 高通量测序,单样本可稳定检出10 万个以上高质量双等位基因标记,经 Sanger 测序验证,分型准确率达100%,不同批次、不同建库引物间分型一致性超95%。该技术兼具低成本、高通量、高可靠性优势,填补家鹅简化基因组分型技术空白,为大规模群体遗传分析提供高效解决方案。
基于优化 ddGBS 技术,团队对浙东白鹅0–10 周龄体重及10 周龄 8 项体尺性状开展纵向全基因组关联分析,共鉴定19 个与体重显著关联的遗传位点、6 个与胫围显著关联的候选变异,定位THADA、UBE2Q2、DOCK4等9 个生长调控候选基因。研究证实,浙东白鹅体重、体尺性状由多微效基因协同调控,单个位点表型解释率≤0.51%,未发现主效基因,明确其典型微效多基因遗传特征。同时,10 周龄高、低体重组群体分化分析检测到754 个潜在选择位点,表明短期高强度人工选择可温和重塑全基因组,无极端分化区域,为肉鹅定向选育提供重要遗传参考。
图2 控制浙东白鹅周龄体重和体尺性状的全基因组关联分析。上图是10周龄体重定位结果,下图是胫围定位结果。
该研究首次构建适配家鹅的高效简化基因组分型技术,系统解析浙东白鹅生长性状遗传架构,既突破家鹅分子育种关键技术瓶颈,也为地方鹅种遗传改良、优质新品系培育提供理论基础与标记资源,对提升我国肉鹅育种效率、推动肉鹅产业高质量发展具有重要意义。
上海市农业科学院畜牧兽医研究所杨云周副研究员为该论文第一作者,何大乾研究员、王惠影研究员为共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划 “高效肉鹅育种技术创新与配套系培育”(2023YFD1300304)、国家水禽产业技术体系 “肉鹅品种改良岗位科学家”(CARS-42-7)、上海市农业科学院卓越团队 “家禽种质创新与产业化新技术研发”(沪农科卓〔2022〕021)等项目资助。
