控制肉雞腹部脂肪過度沈積一直是家禽育種領域關注的核心問題beat·365(中文)-唯一官方认证网站PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME。研究表明肉仔雞體內過量的脂肪積累會降低飼料轉化效率beat·365(中文)-唯一官方认证网站，減少瘦肉率beat·365(中文)-唯一官方认证网站杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，肉種雞過肥會嚴重影響産蛋率、受精率和孵化率lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司，並且會誘導脂肪肝綜合症的發生PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站，從而加大了産蛋期的死淘率PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站。由此看來杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载九游·会(J.9)集团官网 - 真人游戏第一品牌（首页），肉雞體內沈積過多的脂肪將會給生産者、加工者和消費者造成顯而易見的經濟損失PA视讯(中国区)官网 - PlayAce杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载。然而PA视讯(中国区)官网 - PlayAceV体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站，肉雞腹脂性狀是典型的數量性狀PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME九游·会(J.9)集团官网 - 真人游戏第一品牌（首页），受微效多基因調控OG视讯·(中国区)官方平台网站人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载，其調控機制非常複雜PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网。目前PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站PA视讯(中国区)官网 - PlayAce，國內外學者基于SNP芯片和二代測序等高通量基因分袌D夹gPA视讯(中国区)官网 - PlayAceV体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台，通過全基因組關聯研究（GWAS）等方法已經獲得了一批與肉雞體脂性狀表型變異具有統計學關聯的基因組變異PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站，但這些變異的確切作用和機制仍然不清楚OG视讯·(中国区)官方平台网站杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载。

2024年10月28日V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台，東北農業大學動物科學技術學院農業農村部雞遺傳育種重點實驗室在國際SCI期刊Nature Communications（IF：14.7）上发表题爲“Integrative 3D genomics with multi-omics analysis and functional validation of genetic regulatory mechanisms of abdominal fat deposition in chickens”的研究文章beat·365(中文)-唯一官方认证网站杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME。该工作全面解析了肉鸡腹部脂肪沈積的調控机制杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载九游·会(J.9)集团官网 - 真人游戏第一品牌（首页）PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，爲后续液相芯片的开发、全基因組選擇育種以及基因编辑育種提供了理论依据OG视讯·(中国区)官方平台网站beat·365(中文)-唯一官方认证网站人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网。諾禾致源爲本研究提供了全基因組重测序和轉錄組測序服务人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网，原始数据由研究團隊自行分析杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载。

研究材料

330只东北农业大学高、低腹脂双向選擇品系第19蕘睑7周龄公鸡PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAMEPA视讯(中国区)官网 - PlayAce，包括160只高脂系公鸡和170只低脂系公鸡PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAMEPA视讯(中国区)官网 - PlayAce。这些鸡在相同的环境条件中按照常规商品肉鸡饲养程序统一進行饲养管理PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME。在7周龄（出栏日龄）时测量鸡的体重（BW7）V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台beat·365(中文)-唯一官方认证网站，随后翅静脉采血OG视讯·(中国区)官方平台网站，EDTA-Na2抗凝beat·365(中文)-唯一官方认证网站九游·会(J.9)集团官网 - 真人游戏第一品牌（首页）V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台，酚-氯仿抽提DNA后杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAMElehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司，TE溶解-20 ℃保存九游·会(J.9)集团官网 - 真人游戏第一品牌（首页）PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，用于后续测序lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司。7周龄屠宰后测定其腹脂重（AFW）和腹脂率（AFP = AFW/BW7）PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAMEOG视讯·(中国区)官方平台网站PA视讯(中国区)官网 - PlayAce。

研究結果

1.與脂肪沈積相關的候選變異

研究發現V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台，雖然330只肉鸡在7周龄时体重相似杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载九游·会(J.9)集团官网 - 真人游戏第一品牌（首页）beat·365(中文)-唯一官方认证网站，但高脂系（FL）和低脂系（LL）的鸡在腹脂重和腹脂率上有显著差異V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台。通過对这两个品系的330个肉鸡進行全基因組重测序（WGS）和基因型分型分析人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网，共鑒定了4,677,252个高质量的INDEL和SNP人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台，通過计算全基因組的固定指数（Fst）和θπ比率beat·365(中文)-唯一官方认证网站OG视讯·(中国区)官方平台网站，鑒定出2301个與腹脂沈積（AFD）性状相關的選擇区域lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司OG视讯·(中国区)官方平台网站PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站，其中72.23%與已知的QTLs重叠OG视讯·(中国区)官方平台网站PA视讯(中国区)官网 - PlayAceV体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台。進一步人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网，在这2301个選擇区域中共识别出311,947个與AFD性状相關的候選變異PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站beat·365(中文)-唯一官方认证网站OG视讯·(中国区)官方平台网站，主要位于窛撪码的基因间/内含子区域人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网。这些變異的鑒定爲研究AFD性状的遗传基础提供了重要线索杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载。

圖1 通過基因組分析鑒定肉鸡品系中與脂肪沈積的候選變異

2.利用表觀基因組技術鑒定潛在的調控脂肪沈積的功能變異

该研究分别从高、低脂系肉鸡群体中選取3个样本進行了ATAC-seqV体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台，共鑒定了FL和LL之间4028个DOCRsOG视讯·(中国区)官方平台网站，这些DOCRs主要富集于轉錄起始位点（TSS）附近beat·365(中文)-唯一官方认证网站V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司。然后PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站，利用ChIP-seq数据将这些DOCRs注释爲不同的顺式調控元件（REs）V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台PA视讯(中国区)官网 - PlayAcePA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，包括启动子、增強子、沈默子、CTCF富集区域和低信号区域杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司。通過综合分析ATAC-seq和ChIP-seq数据PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAMEOG视讯·(中国区)官方平台网站PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站，在注释的REs中识别出2162个潛在的功能性變異PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME。其中OG视讯·(中国区)官方平台网站，约一半變異显著富集于三維基因組高阶结构相關的CTCF结合位点附近lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司，而其余變異位于远端REs如增強子、超级增強子、沈默子和超级沈默子中杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载九游·会(J.9)集团官网 - 真人游戏第一品牌（首页）。

圖2 肉鸡品系中與脂肪沈積相關的功能性變異

3.通過三維基因組鑒定變異-基因互作網絡

爲了研究2162个潛在功能變異如何影響基因調控机制V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载，利用Hi-C技術对FL和LL的腹脂組织進行了高分辨率全基因組染色质互作圖谱绘制杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAMEbeat·365(中文)-唯一官方认证网站，并揭示了FL和LL基因組中复杂的染色质结构PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME。此外V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载，通過构建FL和LL的个性化三維（3D）染色质模型九游·会(J.9)集团官网 - 真人游戏第一品牌（首页），揭示了高、低脂系之间显著的结构差異人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网OG视讯·(中国区)官方平台网站PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME。本研究在不同分辨率下对高、低脂系的A/B compartment、TADs和loops進行了表分析lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司OG视讯·(中国区)官方平台网站PA视讯(中国区)官网 - PlayAce，发现两者的compartment高度保守PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站，而TADs和loops有显著差異lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司PA视讯(中国区)官网 - PlayAce杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载。此外PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站，鑒定出1169个通過影響染色质结构（如近端和远端調控元件、TADs和环结构）調控500个靶基因表达的功能性變異PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，形成了一个复杂的2559个變異–基因互作網絡beat·365(中文)-唯一官方认证网站。

圖3 FL和LL亚群的染色质结构差異以及功能性變異的目标基因

4.WGCNA揭示了與脂肪沈積相關的基因組變異-基因互作網絡

确定了潛在功能性變異的靶基因后杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载，通過加权基因共表达網絡分析（WGCNA）來分析了靶基因表达與脂肪性状之间的關联杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载九游·会(J.9)集团官网 - 真人游戏第一品牌（首页），从而建立與AFD性状相關的综合變異-基因網絡PA视讯(中国区)官网 - PlayAcePG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司。通過分析lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司OG视讯·(中国区)官方平台网站PA视讯(中国区)官网 - PlayAce，共鑒定了439个受1134个功能性變異調控的與AFD显著相關的靶基因beat·365(中文)-唯一官方认证网站杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载，涉及2255个變異-基因互作網絡人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台。GO和KEGG富集分析進一步确认lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司，这些基因與脂质代谢相關的通路高度相關beat·365(中文)-唯一官方认证网站，主要涉及信号轉導、代谢過程和細胞生长與死亡等通路OG视讯·(中国区)官方平台网站。

圖4 WGCNA和功能富集分析

在此基础上九游·会(J.9)集团官网 - 真人游戏第一品牌（首页）beat·365(中文)-唯一官方认证网站，本研究结合基因組学、表觀基因組学、3D基因組学和轉錄組学数据构建了创新的IMVGI（Integrative Multiomics for Variant–Gene Interactions）方法beat·365(中文)-唯一官方认证网站，用于构建肉鸡AFD性状的變異-靶基因互作網絡V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台OG视讯·(中国区)官方平台网站PA视讯(中国区)官网 - PlayAce。通過IMVGIbeat·365(中文)-唯一官方认证网站九游·会(J.9)集团官网 - 真人游戏第一品牌（首页），共识别了1134个功能性變異和439个靶基因杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，这些功能變異主要分布在增強子相關区域和與三維基因組高阶结构相關的CTCF结合位点区域lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载。同时lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司beat·365(中文)-唯一官方认证网站OG视讯·(中国区)官方平台网站，與对照組Non-IMVGI變異相比OG视讯·(中国区)官方平台网站lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司，IMVGI變異在表觀基因組特征、轉錄因子结合和QTL区域显著富集PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站OG视讯·(中国区)官方平台网站。并且PA视讯(中国区)官网 - PlayAce，與其他方法相比lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司，IMVGI模型能够预测更多的远端目标基因人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司，且这些目标基因在高、低脂系材料中的表达差異更大beat·365(中文)-唯一官方认证网站。

圖5 與AFD性状相關的變異-基因相互作用的功能分析

5.IMVGI變異rs734209466作爲等位基因特異性增強子beat·365(中文)-唯一官方认证网站V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，促進IGFBP2和IGFBP5的轉錄PA视讯(中国区)官网 - PlayAce。

在IMVGI模型识别的2255个變異-基因互作中V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，選擇了SNP rs16596562 (G > A) 和InDel rs734209466（一个13个碱基对的InDel）两个位点進行试验验证人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网，通過sanger测序和關联分析证实了rs16596562-A和rs734209466-In是影響AFD性状的潛在功能等位基因V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台。随后beat·365(中文)-唯一官方认证网站OG视讯·(中国区)官方平台网站PA视讯(中国区)官网 - PlayAce，通過荧光素酶报告基因实验验证了rs16596562-A和rs734209466-In等位基因显著增加了增強子活性PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAMEV体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网。IMVGI模型预测rs16596562和rs734209466可能通過染色质loop直接與远端靶基因IGFBP2和IGFBP5的启动子区域互作九游·会(J.9)集团官网 - 真人游戏第一品牌（首页）。通過荧光素酶报告基因实验進一步证明了rs734209466通過染色质loop直接與远端靶基因IGFBP2和IGFBP5的啓動子區域互作PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，而不是rs16596562V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台。

圖6 rs734209466提高 IGFBP2和IGFBP5启动子的轉錄活性

6.轉錄因子IRF4介導rs734209466處差異等位基因增強子活性

鑒于rs734209466-In等位基因與IGFBP2和IGFBP5表达增加相關杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载beat·365(中文)-唯一官方认证网站，假设rs734209466-In比rs734209466-Del更容易與增強子相關的轉錄因子结合beat·365(中文)-唯一官方认证网站。基于Homer和Animal TFDB分析轉錄因子结合位点PA视讯(中国区)官网 - PlayAcelehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台，发现rs734209466-In上存在一个特定的IRF4结合位点V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台。通過EMSA和Super-EMSA實驗PA视讯(中国区)官网 - PlayAce，驗證了IRF4可以直接與rs734209466-In结合進而調控增強字活性杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载九游·会(J.9)集团官网 - 真人游戏第一品牌（首页）。同时V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台beat·365(中文)-唯一官方认证网站PA视讯(中国区)官网 - PlayAce，RT-qPCR结果显示PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站OG视讯·(中国区)官方平台网站，與对照組相比V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台beat·365(中文)-唯一官方认证网站，IRF4過表达組的目标基因IGFBP2和IGFBP5的mRNA表達水平顯著升高PA视讯(中国区)官网 - PlayAce。

圖7 轉錄因子IRF4介導rs734209466的不同等位基因活性

7.IGFBP2和IGFBP5通過促進前脂肪細胞的增殖和分化來影響脂肪沈積杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台。

爲了研究IGFBP2和IGFBP5表达水平的變化是否会影響與AFD性状相關的細胞表型V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网PA电子官方-游戏试玩|PLAYACE GAME，分别分析了干扰和過表达IGFBP2和IGFBP5对鸡前脂肪細胞增殖和分化的影響OG视讯·(中国区)官方平台网站V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台。CCK8、EdU染色、流式細胞技術结果表明IGFBP2和IGFBP5促進了鸡前脂肪細胞的增殖PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站PA视讯(中国区)官网 - PlayAcelehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司，红油O染色和RT-qPCR結果表明人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网beat·365(中文)-唯一官方认证网站，IGFBP2和IGFBP5促進了鸡前脂肪細胞的分化lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司。

圖8 沈默和過表达IGFBP2和IGFBP5对脂肪沈積的影響

小結
本研究使用腹部脂肪含量不同的东北农业大学肉鸡高、低脂双向選擇品系（NEAUHLF）作爲实验群体从三維基因組角度鑒定影響肉鸡腹脂沈積的關键基因組變異人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网，并解析具体調控机制PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司。通過整合多組学数据构建了IMVGIbeat·365(中文)-唯一官方认证网站OG视讯·(中国区)官方平台网站PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站，并利用IMVGI鑒定了1134个功能性變異和439个靶基因杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载九游·会(J.9)集团官网 - 真人游戏第一品牌（首页）PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站。通過多種分子生物学手段beat·365(中文)-唯一官方认证网站，验证了等位基因特異性增強子rs734209466通過與轉錄因子IRF4结合促進IGFBP2和IGFBP5的轉錄PG(官方电子平台)有限公司-China直营官方网站，且IGFBP2和IGFBP5通過促進前脂肪細胞的增殖和分化來影響脂肪沈積lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司PA视讯(中国区)官网 - PlayAce杏耀平台娱乐注册(全站)登录入口手机APP下载。此研究全面解析了肉鸡脂肪組织生长发育的机制OG视讯·(中国区)官方平台网站lehu·乐虎-(88国际)官方网站有限公司beat·365(中文)-唯一官方认证网站，爲肉鸡分子育種提供重要的理论依据人生就是博·AG尊时凯龙(中国区)集团官网V体育(VSport)官网-专业体育赛事直播与资讯平台九游·会(J.9)集团官网 - 真人游戏第一品牌（首页）。

關于諾禾致源基因選擇育種业务

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參考文獻

[1] Shen L, Bai X, Zhao L, et al. Integrative 3D genomics with multi-omics analysis and functional validation of genetic regulatory mechanisms of abdominal fat deposition in chickens[J]. Nature Communications, 2024, 15(1): 9274.