近日，Nature子刊《自然-通訊》（Nature Communications）線上發表了我校動物科技學院家禽遺傳育種團隊侯卓成教授課題組以“Three chromosome-level duck genome assemblies provide insights into genomic variation and selection during domestication”為題的最新研究成果。
家鴨品種大部分由原始的綠頭野鴨馴化而來。相較於野鴨，家養品種在繁殖和生長效能上有極其顯著的提高。針對不同的生產需要，鴨有兩個選育方向，分別為肉鴨和蛋鴨。肉鴨的主要品種為北京鴨，北京鴨是全球大型白羽肉鴨育種的標準品種，被各國育種公司作為肉鴨育種的原始素材。高質量參考基因組及其泛基因組研究是基因組學研究的重要基礎，同時也是分子設計育種、遺傳學等研究的關鍵基礎科學資料。
為了闡明家養化過程中重要性狀的變化規律，並且為分子育種提供高質量參考基因組，在這項研究中，研究人員分別組裝了北京鴨、紹興鴨和綠頭野鴨的染色體級別高質量基因組，註釋了數千個新的蛋白質編碼基因，並發現鳥類被認為的“缺失基因”在基因組中存在，進一步否定了鳥類“缺失基因假說”。該研究首次在鳥類基因組中獲得調控蛋殼生物鈣化的必需C型凝集素家族成員的完整基因組序列；利用比較基因組和群體測序資料，鑑定到了家養化過程不同型別鴨群體中存在的關鍵遺傳變異；該研究利用敲除模型證實了NR2F2基因在鴨體內的抑制脂肪生成的功能。此研究為解讀鳥類蛋殼形成的遺傳機制提供了新的理論依據，也為鴨的性狀改良提供了豐富的遺傳變異資源。
圖 1 鴨基因組組裝質量和特徵概述。 a，三個鴨基因組的染色體特徵（從 Chr1 到 Chr25）； b，三個基因組之間基因組共線性； c，三個鴨基因組的BUSCO評估結果 。
圖2 CTL基因家族特徵及缺失基因在鴨基因組中的新註釋。 a，被認為“缺失基因”在鴨基因組中的分佈； b，新註釋“缺失基因”的 GC 特徵； c，野鴨、雞、斑胸草雀和火雞 CTL 基因家族區域的多重比對； d，CTL 基因家族成員的系統發育樹及其在其他鳥類中的同源基因。
圖3 北京鴨與野鴨皮下前脂肪細胞分化增殖能力比較。 a，誘導 5 天后北京鴨和野鴨皮下前脂肪細胞的脂質含量。 b，CCK8 檢測北京鴨和野鴨皮下前脂肪細胞在 5 天內的增殖情況； c，細胞系中NR2F2的mRNA 水平； d，誘導5 天后前脂肪細胞中的細胞內脂質含量； e，誘導 0 天和第 5 天后 PPARγ 和 FABP4 的mRNA 水平；g，油紅O染色誘導 5 天后細胞的脂質積累； h，北京鴨和野鴨群體在 NR2F2 中不同頻率的突變分佈。
我校動物科學技術學院侯卓成教授為該論文通訊作者，論文共同第一作者為動物科學技術學院青年教師朱峰、尹忠濤博士、王政博士、英國羅斯林研究所Jacqueline Smith博士、博士研究生張帆。我校楊寧教授、張子丁教授、渥太華大學Maxwell Hincke教授、英國羅斯林研究所David W. Burt教授、浙江農科院盧立志研究員、北京農科院畜牧獸醫研究所周正奎研究員和侯水生研究員參與了此研究。該研究得到水禽國家產業技術體系、國家自然科學基金、北京市科委等多個專案的資助。
文章連結： https://www.nature.com/articles/s41467-021-26272-1
