摘要
雪峰乌骨鸡是我国具有特殊经济价值的珍禽之一，其肉质鲜美、营养丰富。雪峰乌骨鸡的药用价值主要取决于沉积于体内的黑色素，但由于长期缺乏系统选育，导致雪峰乌骨鸡个体间黑色素沉积水平存在差异，主要表现为肌肉乌色整齐度低，对市场销售和种质开发利用产生不利影响。胸肌组织是雪峰乌骨鸡黑色素沉积的重要部位，较皮肤组织而言，其乌色的直接测量存在一定困难，造成基于表型的选育工作难以开展。因此，需进一步解析雪峰乌骨鸡胸肌组织黑色素沉积的分子机制，挖掘关键基因和可用的分子标记，以加快雪峰乌骨鸡的育种进程。本研究以雪峰乌骨鸡为素材，分别利用显微观察技术和单细胞核转录组测序技术（snRNA-seq）明确胸肌组织中黑色素的分布特征和影响黑色素沉积的关键基因。主要研究结果如下: 1、通过显微观察发现:（1）胸肌组织中的黑色素细胞以不规则形态分布于肌束膜中，且高乌组（HB）的黑色素细胞密度高于低乌组（LB）;黑素小体近似椭圆形，具备各时期的典型特征，但HB和LB中均存在黑素小体的降解现象;黑色素细胞内部的黑素小体排布紧密，而外部的黑素小体主要以成团的方式存在于肌内膜和肌束膜中;（2）HB的总黑素小体面积以及成熟黑素小体面积和比例显著大于LB（P＜0.05）,而未成熟黑素小体面积和数量密度显著小于LB（P＜0.05）;总黑素小体和成熟黑素小体的数量密度在两组之间无显著差异（P＞0.05）;同组中的成熟黑素小体面积显著大于未成熟黑素小体面积（P＜0.05）。 2、DCT、GPNMB、TYR、TYRP1、MLANA、PMEL、TUBB3和EDNRB2等 8 个黑色素沉积相关基因在HB中的mRNA相对表达水平显著高于LB（P＜0.05）。 3、通过相关性分析发现 DCT、GPNMB、TYR、TYRP1、MLANA、PMEL、TUBB3和EDNRB2的mRNA相对表达水平与胸肌L值、未成熟黑素小体面积和数量密度存在显著负相关（P＜0.05），与总黑素小体面积以及成熟黑素小体面积和比例存在显著正相关（P＜0.05）,DCT、TYRP1和 MLANA的mRNA相对表达水平与成熟黑素小体数量密度存在显著正相关（P＜0.05）。 4、成功构建雪峰乌骨鸡胸肌组织单细胞核转录组图谱，通过人工注释鉴定出18种细胞类型;在黑色素细胞亚群中发现了 663个上调基因和179个组间差异基因，并通过对上调基因和组间差异基因进行整合分析，发现CLMN、ENSGALG00000037596和CLN5可作为一种特殊的黑色素细胞候选分子标记。 5、通过加权基因共表达网络分析筛选出LRRC7、ENSGALG00000049990、GLDC和STIMATE等4个参与黑色素沉积的候选基因;通过转录因子分析鉴定出RARB、KLF15和PRDM4可作为调控黑色素沉积的潜在转录因子。 6、通过蛋白质互作分析发现HPGDS、GSTO1和CYP1B1可能在黑色素细胞毒物代谢过程中发挥重要作用。 结论:本研究发现黑色素沉积相关基因介导的黑色素细胞聚集性的差异以及黑素小体面积、比例和数量密度的差异是导致雪峰乌骨鸡胸肌组织乌色差异的重要原因，并构建了完整的雪峰乌骨鸡胸肌组织单细胞核转录组图谱，筛选出可能与黑色素沉积以及黑色素细胞功能相关的候选基因和重要调控因子。研究对于探究雪峰乌骨鸡胸肌组织黑色素沉积的分子机制和开发分子标记促进乌色选育具有重要价值。
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