鸡功能候选基因拷贝数变异、单核苷酸多态等对鸡重要经济性状的综合影响及其分子调控机制

This project is based on a chicken CNVs map finished by a SNP chip in our previous work.By choice of functional candidate genes i.e. structural gene, regulatory gene and metabolism gene within copy number variation regions (CNVRs) covered by the confident intervals of the significant QTLs in the chicken genome, and by the integrated study of the associations between candidate genes copy number variations,SNP diversity and other variation i.g. insert/deletion with the economically important traits such as growth traits, carcass traits, meat quality traits and some qualitative characters, and of the impacts of genes expression patterns influenced by genes various variation,the regulatory mechanism of genes variations for phenotypes, we'll interpret the genetic effects of genes various variations in detail, and select quantative trait gene (QTG) 、quantative trait nucleotide (QTN) and the optimum combination genotype,the specific haplotype with higher genetic effect. This project firstly integrated various genetic variation to explore the chicken's importantly economic traits, which will help us to better understand the molecularly regulatory mechanism of the economically important traits of chicken. Furthermore, it also has importantly potential application in chicken breeding practice.

在前期通过SNP芯片扫描构建的鸡CNV图谱的基础上，选择被QTLs（和鸡生长、屠体、肉质等性状及部分质量性状显著关联的QTLs）置信区间所覆盖的CNVRs区域的功能候选基因（包括结构基因、调节基因或在代谢途径中可能影响到性状表达的基因），综合考量功能基因拷贝数变异、功能基因SNP多态、小片段的插入缺失等对鸡重要经济性状的影响；分析各种遗传变异对鸡重要经济性状的贡献率，寻找QTG(quantative trait gene) 、QTN(quantative trait nucleotide)或具有最大效应的组合基因型、特异性单倍型等。选择遗传效应较大的功能基因，探究各种变异类型对基因表达的影响及其对表型的调控机制。本项目首次将功能基因拷贝数变异与其它变异类型整合，综合探究鸡重要经济性状的分子遗传机制，有利于我们更深刻地了解鸡重要经济性状的遗传规律，同时还具有重要的应用前景。

在前期通过SNP芯片扫描构建的鸡CNV草图的基础上，使用实时定量PCR技术验证了28个CNVR，分析了CNV在鸡基因组的分布特点，构建了完整的鸡CNV图谱，丰富了CNV的多样性研究，为后续染色体大片段变异对鸡重要经济性状的影响的研究奠定了基础。探究了被QTLs覆盖的CNV区域的功能基因的多样性与鸡重要经济性状的关联性。研究发现，SOX6基因的拷贝数变异和鸡骨骼肌的增殖和分化紧密关联。SOX6基因的拷贝数目和其在骨骼肌中的表达水平呈极显著正相关，表达水平的高低直接影响到和骨骼肌分化紧密相关的 IGFIR1, MYF6, SOX9, SHOX 和 CCND1 等基因的表达水平，呈现出显著的剂量效应。SMOX基因的拷贝数变异和鸡的生长紧密关联。该基因的表达能激活GTP酶，通过GTP酶介导信号转导进而影响鸡肌肉的生长。该成果应用于育种实践，能显著提高鸡的育雏育成效率，提高饲料转化率、降低死淘率，显著提高鸡的总体生产性能。研究过程中还发现，CNV覆盖的功能基因其翻译的蛋白质的氨基酸的使用频率高度一致。笔者进一步比较了鸡、珍珠鸟、人的非CNV覆盖区域的蛋白质的氨基酸用法及至全基因组分析，结果发现鸡、珍珠鸟、人的蛋白质组20种氨基酸的使用频率呈现高度一致。对应分析和多元回归分析发现，影响人、珍珠鸟的蛋白质组氨基酸用法基本一致，但和鸡的显著不同。这些结果是否隐含某种特殊的生物学意义值得深入研究。