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两个品种褐壳蛋鸡蛋壳颜色度量的选择及形成机制初探

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蛋壳颜色是鸡蛋重要的外部品质之一,会对消费者的购买欲望产生直接影响,是蛋鸡育种时着重考虑的性状。在前期的研究中发现,洛岛红鸡(褐壳)与地方黑羽鸡(粉壳)进行杂交得到的粉壳蛋鸡配套系,其商品鸡蛋壳颜色鲜亮有光泽,受到消费者青睐。对此,本试验以洛岛红鸡与地方黑羽鸡作为研究对象,根据两个品种不同产蛋时期的表型确定蛋壳颜色的变化规律和选育指标,通过建立目测分级与仪器测定值的回归方程优化褐壳蛋蛋壳颜色度量方法。利用蛋壳颜色深和浅的两尾样本进行基因组重测序初步筛选蛋壳颜色性状的相关候选位点,利用鸡产蛋周期中特定时间点的蛋壳腺组织的转录组测序结果筛选蛋壳颜色深、浅的差异表达基因和相关通路,并对基因组高通量测序与转录组测序进行联合分析,筛选蛋壳颜色性状相关候选基因并探讨其功能,进一步解释蛋壳颜色的分子机制,为粉壳蛋鸡配套系蛋壳颜色性状的选育提供理论依据。本研究主要结果如下: (1)测定了洛岛红和地方黑羽鸡25周、31周、37周鸡和 43周鸡蛋的蛋壳颜色L*值以及 43周鸡蛋的其他外部蛋品质,并计算 SCI(SCI= L*-a*-b*)值。两个品种在四个时期测定的样本数量分别为1 681个、1 875个、1 466个、1 685个和1 584个、1 702个、1 487个、1 447个,结果发现,洛岛红鸡蛋壳颜色 L*值随周龄增加显著增大(Plt;0.05),37周和43周蛋壳颜色SCI值显著大于25周和31周(Plt;0.05);地方黑羽蛋鸡37周和43周蛋壳颜色L*显著大于25周和31周(Plt;0.05),43周蛋壳颜色SCI值显著大于25周和 31周(Plt;0.05),两个系蛋壳颜色SCI值的变异系数远高于蛋壳颜色 L*值;此外两个系蛋壳颜色 SCI值与蛋壳光泽度之间存在显著负相关(Plt;0.05),洛岛红鸡蛋蛋壳颜色 L*与蛋壳光泽度极显著负相关(Plt;0.01),且两者与蛋壳厚度、蛋壳强度、蛋壳表面积之间没有相关性。由此可知蛋壳颜色在产蛋前中期随周龄增加而变浅,同时与蛋壳颜色L*值相比,蛋壳颜色SCI值更能反映出蛋壳颜色的深浅,并更适合作为蛋壳颜色的选育指标,且除光泽度外,蛋壳颜色与其他蛋壳性状间均没有相关性。 (2)通过目测法,将洛岛红和地方黑羽蛋鸡的鸡蛋按颜色深浅各自分成了8个等级,并通过每个分级个体蛋壳色素浓度对分级进行校正,结果显示,洛岛红和地方黑羽蛋鸡蛋壳颜色 L*值的均值随分级值的增大而增大,a*值的均值随分级值的增大而减小,b*值随分级值的增大呈波动变化;在校正后使用贝叶斯判别分析建立目测分级与L*、a*和 b*值的判别函数,并利用交叉验证和色差验证的方法对判别函数的准确性进行检验,结果显示,洛岛红鸡蛋壳颜色的回归方程的准确率高于 90%,地方黑羽鸡蛋壳颜色回归方程的准确率在 80%以上,目测分级效果较好,可以作为蛋壳颜色育种中颜色度量的参考。 (3)颜色深、浅组的洛岛红蛋鸡基因组重测序结果共获得SNPs共11 139 632个,主要富集在黑色素生成、ErbB信号通路、Wnt信号通路、孕酮介导的卵母细胞成熟等信号通路上。本试验对RALGAPA2和INPP5B基因的2个突变位点在测序样本中进行了验证,这两个位点均属于外显子上的错义突变,且在蛋壳颜色深的组中为完全纯合突变,在蛋壳颜色浅的组中为 4 个样本纯合未突变。结果显示,在洛岛红样本中验证结果与测序结果一致,说明测序结果准确可靠,在地方黑羽鸡中验证结果与测序结果不一致,因此这两个位点可以作为洛岛红蛋壳颜色性状的候选位点。 (4)对蛋壳颜色深和浅洛岛红母鸡蛋壳腺组织转录组测序结果表明,在蛋壳颜色深和蛋壳颜色浅的组中得到的差异表达基因为 359 个,其中和浅蛋壳颜色组相比,在深蛋壳颜色组蛋壳腺中表达量上调和下调的基因分别有54和305个,差异基因主要富集于血管平滑肌收缩、调节肌动蛋白细胞骨架、病灶粘附和钙信号通路等。另一方面通过基因组重测与转录组测序的联合分析,结合对基因和富集通路功能的查阅,筛选到 CAMK2G 基因在洛岛红鸡和地方黑羽鸡蛋壳腺组织中做荧光定量 PCR,结果显示,CAMK2G基因在洛岛红鸡和地方黑羽鸡深蛋壳颜色组蛋壳腺组织中的表达量均低于浅蛋壳颜色组的蛋壳腺中表达量,与测序结果一致,说明CAMK2G基因是影响褐壳鸡蛋蛋壳颜色的候选基因。过表达 CAMK2G 基因,能显著抑制黑色素生成通路上的CALML3基因在蛋壳腺细胞中的表达。 综上所述,蛋壳颜色 SCI 值可以作为洛岛红鸡和地方黑羽鸡蛋壳颜色的选育指标,同时两个品种蛋鸡的蛋壳颜色均随日龄增加而变浅。洛岛红鸡和地方黑羽鸡蛋壳颜色的回归方程可以作为蛋壳颜色育种中颜色度量的参考。RALGAPA2基因上的g.3949737和INPP5B基因上的g.3902023位点可作为影响洛岛红鸡蛋壳颜色的候选标记位点。且CAMK2G 基因是影响褐壳鸡蛋蛋壳颜色的候选基因。过表达 CAMK2G 基因,能显著抑制黑色素生成通路上的CALML3基因在蛋壳腺细胞中的表达。

何世雄

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蛋鸡 蛋壳颜色 候选基因 品种选育

硕士

畜牧

刘龙、郑传威

2024

扬州大学

中文

S8