絲羽烏骨雞“十大”特征性狀主效基因研究進(jìn)展

劉冰冰，黃思秀

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510642)

絲羽烏骨雞原產(chǎn)于江西省泰和，現(xiàn)分布世界各地。絲羽烏骨雞飼養(yǎng)歷史悠久[1]，是我國(guó)著名的集觀(guān)賞、食用和藥用于一身的地方雞種，由于絲羽烏骨雞外形奇特美麗，被譽(yù)為“白鳳仙子”。純種絲羽烏骨雞具有復(fù)冠、纓頭、綠耳、胡須、絲羽、毛腳、五爪、烏皮、烏肉、烏骨“十大”特征。具體表現(xiàn)如下：(1)復(fù)冠，母雞冠小，多為草莓冠形和桑椹冠形，公雞冠大多為玫瑰冠形；(2)纓頭，頭頂有一簇細(xì)毛；(3)綠耳，耳呈藍(lán)綠色；(4)胡須，喙下方由細(xì)毛組成，而非肉垂；(5)五爪，具有5趾；(6)毛腿，踝關(guān)節(jié)到腳部分或全部覆蓋羽毛；(7)絲羽，全身為白色細(xì)絨毛；(8)烏皮、烏骨、烏肉，除羽毛外，全身上下，從皮膚到肉再到骨頭均是黑色[2](圖1)。絲羽烏骨雞以其極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值聞名世界，如烏雞白鳳丸、蟲(chóng)草烏雞王口服液、烏雞膏和烏雞白鳳口服液等[3]，均以其為原材料制成。有報(bào)道表明，20世紀(jì)三四十年代，絲羽烏骨雞遭受了疫病和戰(zhàn)爭(zhēng)等一系列因素的影響，其數(shù)量所剩無(wú)幾[1]。為了挽救絲羽烏骨雞瀕臨滅絕的現(xiàn)狀，1979年，我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部(原農(nóng)業(yè)部)投資建立了絲羽雞原種場(chǎng)[4]。2000年，絲羽烏骨雞被列入首批國(guó)家級(jí)畜禽遺傳資源保護(hù)名錄。據(jù)國(guó)家家禽遺傳資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)顯示，2019年，國(guó)家級(jí)絲羽烏骨雞保種場(chǎng)的保種數(shù)量達(dá)897只，其保種效果顯著。

盡管絲羽烏骨雞是我國(guó)知名的地方雞種，但有報(bào)道表明，其品種從血緣混雜、性狀遺傳不穩(wěn)定到初步穩(wěn)定經(jīng)歷了241年[1]?，F(xiàn)有絲羽烏骨雞中，其典型的特征性狀仍存在一定程度的遺傳變異，如冠型方面，分為玫瑰冠、單冠、胡桃冠等；胡須方面，除了常見(jiàn)的胡須，還存在少數(shù)肉垂個(gè)體；爪型方面，除了常規(guī)的五爪，仍存在四爪、六爪變異；腿毛方面，也存在毛腿和禿毛腿之分等(圖1)。上述特征性狀多為質(zhì)量性狀，從遺傳學(xué)上來(lái)說(shuō)，通常由一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)基因決定。針對(duì)絲羽烏骨雞的“十大”特征，除綠耳相關(guān)基因外，前人先后報(bào)道了與玫瑰冠、纓頭、胡須、五爪、毛腿、絲羽和烏皮、烏骨、烏肉相關(guān)的候選基因[5-11](表1)。研究絲羽烏骨雞特征性狀的候選基因不僅可以揭示其品種起源、進(jìn)化，為種質(zhì)資源源保護(hù)提供參考，為其后續(xù)開(kāi)發(fā)利用提供遺傳學(xué)支撐，從而最大化地開(kāi)發(fā)利用其品種資源，還可以為其他品種特征性狀提供研究思路。本文對(duì)絲羽烏骨雞的特征性狀以及變異性狀候選基因研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)，旨在為后續(xù)絲羽烏骨雞特征性狀的遺傳解析提供借鑒。

A.純種絲羽烏骨雞；B.玫瑰冠；C.單冠；D.胡須；E.肉垂；F.右腳四趾；G.雙腳六趾；H.毛腿；I.禿毛腿

表型染色體號(hào)因果基因因果突變位點(diǎn)樣本是否涉及絲羽烏骨雞玫瑰冠7MNR2[5]重復(fù)和倒位是纓頭E22C19W28HOXC8[6]—是胡須27HOXB8[7]拷貝數(shù)變異否多趾2LMBR1[8]C>A是毛腿13,15PITX1,TBX5[9]缺失;異位表達(dá)否絲羽3PDSS2[10]C- G顛換是皮膚色素沉積20EDN3[11]倒位復(fù)制是

1 冠形基因

1.1 玫瑰冠(rose-comb)基因

2004年，國(guó)內(nèi)開(kāi)始開(kāi)展雞玫瑰冠的研究，廖和榮等[12]的結(jié)果表明，相比于快大型和中速型肉雞，玫瑰冠土種雞的肉品質(zhì)最優(yōu)。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，玫瑰冠基因的形成引發(fā)了育種學(xué)界廣泛的關(guān)注。此后，先后有2個(gè)科研團(tuán)隊(duì)采用微衛(wèi)星標(biāo)記關(guān)聯(lián)分析，嘗試找出玫瑰冠基因[13-14]。2012年，Imsland等[5]利用60K SNPs芯片、全基因組混池測(cè)序數(shù)據(jù)，采用連鎖分析和雙末端映射法檢測(cè)結(jié)構(gòu)變異初步確定了絲羽烏骨雞等品種候選結(jié)構(gòu)變異(structural variants)區(qū)域，采用PCR、RT-PCR、熒光原位雜交和免疫組化4個(gè)試驗(yàn)最終確定影響玫瑰冠的候選基因?yàn)镸NR2，該基因具有2個(gè)等位基因，分別是R1、R2。該研究表明：雞玫瑰冠的形成是由于復(fù)雜的7.4 Mb重復(fù)和倒位，導(dǎo)致了冠形發(fā)育過(guò)程中7號(hào)染色體上的MNR2同源蛋白基因的重定位因而MNR2短暫異位表達(dá)；此外，研究還發(fā)現(xiàn)純合子玫瑰冠公雞(R1R1)的精子運(yùn)動(dòng)性降低，是因?yàn)镃CDC108的轉(zhuǎn)錄本被破壞，導(dǎo)致在睪丸中表達(dá)1個(gè)被截短的轉(zhuǎn)錄本，但具體機(jī)制尚未闡明。2017年，Wang等[15]利用(R1/R1)型玫瑰冠絲羽烏骨雞和野生型(r/r)北京油雞的轉(zhuǎn)錄組重測(cè)序數(shù)據(jù)，用倍數(shù)變化法進(jìn)行基因差異表達(dá)分析，并對(duì)所獲得的差異表達(dá)基因進(jìn)行功能富集分析(GO)、通路富集分析(KEGG)以及qPCR試驗(yàn)，從而排除了FKBP7和PLEKHA3表達(dá)水平改變的可能性，也進(jìn)一步佐證了Imsland等[5]的結(jié)果。其核心研究結(jié)果如下：(1)MNR2基因不僅是玫瑰冠的核心調(diào)控因子，可導(dǎo)致Irx1、Hoxc10、 lhx8等基因的表達(dá)下調(diào)；(2)CCDC108可能與線(xiàn)粒體氧化還原反應(yīng)功能相關(guān)，并引起公雞的低生育能力；(3)大規(guī)模基因組重排只影響斷點(diǎn)附近的基因表達(dá)。

1.2 豆冠(pea-comb)基因

豆冠是由雞冠結(jié)構(gòu)中央向3個(gè)脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的橫向擴(kuò)展而形成的。2009年，Wright 等[16]排除了其他與豆冠相關(guān)的基因，證明豆冠是位于1號(hào)染色體上的SOX5基因1號(hào)內(nèi)含子保守序列附近的大規(guī)模重復(fù)序列插入所引起的，SOX5基因控制細(xì)胞的命運(yùn)和分化，對(duì)骨骼發(fā)育、軟骨細(xì)胞分化和細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生至關(guān)重要，該插入突變會(huì)使雞冠發(fā)育階段細(xì)胞分化過(guò)程中SOX5基因表達(dá)異常，最終導(dǎo)致個(gè)體產(chǎn)生豆冠表型。2012年，Boije等[17]深入探索了SOX5基因的作用機(jī)制。作者通過(guò)基因表達(dá)差異分析發(fā)現(xiàn)在豆冠組織間質(zhì)中，音猬因子(sonic hedgehog，SHH)受體表達(dá)降低；并且環(huán)巴胺阻斷SHH的試驗(yàn)將野生型單冠轉(zhuǎn)化為豌豆冠表型。結(jié)果證明豆冠的形成受SHH的控制，并表明在豌豆冠中SOX5的異位表達(dá)改變了間葉組織對(duì)SHH信號(hào)的響應(yīng)，從而改變了雞冠結(jié)構(gòu)。

1.3 雙冠(duplex-comb)基因

雙冠有2種類(lèi)型，分別是V型和杯型。2010年，Dorshorst等[18]采用全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)將影響絲羽烏骨雞雙冠形成的基因定位至雞2號(hào)染色體的33.6～39.8 Mb(參考基因組版本為galGal6，下同)；2012年，Wragg等[19]利用60K SNPs芯片數(shù)據(jù)，對(duì)絲羽烏骨雞等34個(gè)品種進(jìn)行了全基因關(guān)聯(lián)分析和全基因組掃描，結(jié)果表明24號(hào)染色體的1.52 Mb和2號(hào)染色體的38.47 Mb存在顯著影響雙冠性狀相關(guān)的基因；2015年，Dorshorst等[20]利用雞60K SNPs芯片數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)雙冠雞種均在2號(hào)染色體38.47～38.86 Mb存在一個(gè)同源相同(identity by descent，IBD)單倍型和雙冠特有的SNP，通過(guò)擴(kuò)增和測(cè)序顯示該單倍型區(qū)域存在20 kb串聯(lián)重復(fù)，該片段位于EOMES基因上游200 kb處，并且qPCR結(jié)果顯示在V型和杯型胚胎中冠發(fā)育區(qū)EOMES異常表達(dá)，已知EOMES對(duì)脊椎動(dòng)物中胚層的胚胎發(fā)育至關(guān)重要。研究結(jié)果表明2種類(lèi)型的雙冠表型均與20 kb串聯(lián)重復(fù)和EOMES的異位表達(dá)相關(guān)，但具體機(jī)制尚未明確。

2 纓頭(crest)基因

纓頭也稱(chēng)鳳頭，是常染色體不完全顯性突變?cè)斐傻?，從而?dǎo)致雞的頭部長(zhǎng)出一簇拉長(zhǎng)的羽毛，且純合子個(gè)體往往表現(xiàn)出比雜合子更發(fā)達(dá)的纓頭[21]。2001年，鄧學(xué)梅[22]建立了由快大型肉雞法國(guó)明星肉雞A系、高產(chǎn)蛋雞農(nóng)大褐B系和泰和絲羽烏骨雞組成的正反交資源群體，研究結(jié)果表明纓頭性狀是由常染色體單基因控制的；然而，2006年，同一課題組的高宇[23]利用資源群體數(shù)據(jù)，繪制了雞的遺傳連鎖圖譜，并將纓頭性狀初步定位至E22C19W28連鎖群上，由于連鎖群序列信息不充分，因此作者通過(guò)增加連鎖群的基因序列信息來(lái)擴(kuò)充連鎖群，而后進(jìn)行連鎖分析，進(jìn)一步將纓頭性狀精細(xì)定位到GYU067(50.14～50.16 Mb，參考基因組版本為galGal2) 和 GYU071兩個(gè)標(biāo)記(138.870～138.875 Mb，參考基因組版本為galGal2)上?；谝陨瞎ぷ?，2012年，同實(shí)驗(yàn)室的Wang等[6]對(duì)絲羽烏骨雞和白洛克雞雜交后代進(jìn)行GWAS分析以及連鎖分析，結(jié)果顯示E22C19W28連鎖群上HOXC8-ssr(微衛(wèi)星標(biāo)記)、 HOXC8-3end(SNP)和HOXC11與纓頭性狀顯著連鎖，其中HOXC8-ssr和HOXC8-3end分別位于HOXC8基因的上游和下游。隨后，對(duì)26個(gè)不同品種的纓頭雞和非纓頭雞組織的基因表達(dá)分析顯示，在胚胎發(fā)育過(guò)程中HOXC8在顱骨皮膚出現(xiàn)異位表達(dá)，而HOXC12和HOXC13則沒(méi)有。因此認(rèn)為纓頭是由一個(gè)順式調(diào)控元件突變引起的，該突變是HOXC8異位表達(dá)的基礎(chǔ)。然而該染色體區(qū)域尚未組裝，有關(guān)纓頭的作用機(jī)制未能得到闡述。2014年，趙燕等[21]對(duì)家禽纓頭性狀及候選基因研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)，纓頭性狀在雞、鳳頭鴨和鵝中均存在。HOXC8基因不僅與纓頭性狀相關(guān)，還與骨骼發(fā)育、癌癥發(fā)生有關(guān)。

3 耳垂色素沉積(earlobe color)基因

長(zhǎng)期以來(lái)，雞耳垂色素沉積候選基因的研究甚少，僅有紅耳/白耳垂研究，但目前因果基因尚未確定。2016年，Nie等[24]利用羅德島紅雞60K芯片數(shù)據(jù)對(duì)紅耳/白耳垂進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)Z染色體50.22～52.60 Mb與紅耳/白耳垂性狀顯著相關(guān)且處于強(qiáng)連鎖狀態(tài)，表明SLCO4C1可能在白色/紅色耳垂顏色的形成中起關(guān)鍵作用。2018年，Luo等[25]采用組織學(xué)切片、GWAS和RNA-seq等方法，探究清遠(yuǎn)麻雞白耳/紅耳垂形成的組織學(xué)和分子遺傳機(jī)制，研究結(jié)果表明9號(hào)染色體的PIK3CB、P63基因和32號(hào)染色體的B4GALT1基因可能與紅耳垂性狀相關(guān)。然而，針對(duì)絲羽烏骨雞的綠耳性狀，在不同雞種中未見(jiàn)報(bào)道，其影響綠耳性狀形成的關(guān)鍵基因尚待進(jìn)一步研究。

4 胡須(muffs and beard)基因

胡須性狀與纓頭、絲羽等性狀類(lèi)似，均屬于皮膚附屬物，來(lái)源于毛囊，在上皮和間質(zhì)細(xì)胞相互作用過(guò)程中某一環(huán)節(jié)的基因突變導(dǎo)致這些表型的出現(xiàn)。2003年，杜志強(qiáng)[26]通過(guò)基因組掃描將胡須基因定位在l、5、6、7、13、15和27號(hào)染色體上的7個(gè)數(shù)量性狀基因座(quantitative trait locus，QTL)，其中, 1、15和27號(hào)染色體上共3個(gè)QTL信號(hào)達(dá)到極顯著水平。為了探索胡須性狀形成的原因，2016年，Guo等[7]建立了惠陽(yáng)胡須雞和嶺南黃雞A03系的正反交群體，利用60K SNPs芯片、比較基因組雜交芯片和全基因重測(cè)序3個(gè)級(jí)別的數(shù)據(jù)，進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析、連鎖分析、IBD定位、全基因組拷貝數(shù)變異(CNV)分析和CNV驗(yàn)證試驗(yàn)，初步認(rèn)為胡須性狀與27號(hào)染色體拷貝數(shù)變異(CNV1:4.12～4.14 Mb; CNV2:6.20～6.22 Mb; CNV3:7.29～7.33 Mb; 串聯(lián)連接)有關(guān)；而后通過(guò)焦磷酸測(cè)序、基因分型分析篩選出拷貝數(shù)異?？赡軐?dǎo)致PSMC5、SMARCD2、HOXB8、HOXB7、CCR7、KRT222和SMARCE1共7個(gè)候選基因的表達(dá)異常；對(duì)上述基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄本分析、基因分型、基因表達(dá)(RT-PCR和RT-qPCR)以及原位雜交試驗(yàn)，結(jié)果表明拷貝數(shù)變異導(dǎo)致了HOXB8基因異位表達(dá)。作者還對(duì)8個(gè)具有胡須表型品種的拷貝數(shù)進(jìn)行了PCR驗(yàn)證，結(jié)果顯示具有胡須表型的品種均能擴(kuò)增出相應(yīng)的條帶，而野生型沒(méi)有該條帶，說(shuō)明上述拷貝數(shù)變異可能是導(dǎo)致雞胡須表型形成的根本原因。然而，由于該研究未涉及絲羽烏骨雞，其與絲羽烏骨雞胡須表型的因果關(guān)系還有待進(jìn)一步的驗(yàn)證。

5 多趾(polydactyly)基因

雞通常是4趾，但有些品種例外，例如絲羽烏骨雞。絲羽烏骨雞在通常情況下具有5趾，然而少數(shù)變異個(gè)體存在4趾以及單腳或雙腳6趾。有研究發(fā)現(xiàn)在絲羽烏骨雞的4趾中最前面的腳趾多了1根趾骨，被認(rèn)為是多趾的一種變異[27]。所以變異4趾以及5趾和6趾都被認(rèn)為是多趾畸形。多趾(指)在其他物種中的研究比在雞中更早、更透徹，在21世紀(jì)初期，Lettice[28]發(fā)現(xiàn)人類(lèi)和小鼠多指/趾畸形中SHH異位表達(dá)與LMBR1基因的5號(hào)內(nèi)含子的突變相關(guān)，并將人、小鼠和雞LMBR1基因的5號(hào)內(nèi)含子上共有的約800 bp保守性序列定義為極化活性調(diào)節(jié)序列區(qū)(zone of polarizing activity regulatory sequence，ZRS)，這為研究雞的多趾性狀提供了理論基礎(chǔ)。在小鼠和人的研究之上，2003年，黃艷群[29]探索雞LMBR1基因是否是控制雞多趾性狀的基因，雞LMBR1基因的編碼序列首次被克隆，結(jié)果顯示雞LMBR1序列相比于人和鼠有更多的單核苷酸多態(tài)位點(diǎn)，對(duì)白色絲羽烏骨雞和白洛克肉雞雜交群體進(jìn)行連鎖分析和放射雜交分析，發(fā)現(xiàn)LMBR1基因內(nèi)的T1254C位點(diǎn)是多趾性狀的突變位點(diǎn)，但位于該基因的遺傳圖譜未公布，無(wú)法得知具體位置。

2010年，Dorshorst等[18]對(duì)絲羽烏骨雞等品種的多趾性狀進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果顯示：在雞2號(hào)染色體上鑒別到1個(gè)顯著影響多趾性狀形成的基因座，并發(fā)現(xiàn)在LMBR1基因中的SHH調(diào)節(jié)區(qū)上的ss161109890位點(diǎn)的C>A突變與多趾性狀高度相關(guān)，SHH是ZRS區(qū)域中的一種肢體特異性的順式作用調(diào)節(jié)因子。為了驗(yàn)證這個(gè)SNP位點(diǎn)在多趾表型中的作用，對(duì)絲羽烏骨雞等13個(gè)品種LMBR1基因5號(hào)內(nèi)含子的ZRS進(jìn)行測(cè)序，結(jié)果表明絲羽烏骨雞和白色蘇丹雞在ss161109890位點(diǎn)存在C>A突變，但后丹雞(多趾品種)在測(cè)序目標(biāo)區(qū)域內(nèi)沒(méi)有任何其他突變，說(shuō)明在ZRS之外還存在1個(gè)等位基因或者第2個(gè)與多趾相關(guān)的位點(diǎn)。2011年，Dunn等[27]使用了在野生型和多趾表型雞群(絲羽烏骨雞等)中均出現(xiàn)的SHH序列中的1個(gè)非同義SNP(C/T)來(lái)追蹤在發(fā)育過(guò)程中等位基因SHH特異性表達(dá)，結(jié)果證實(shí)了雞ZRS與SHH呈順式作用。2016年，Zhang 等[8]為了了解ss161109890(C>A)突變是否決定了其他雞種的多趾表型，檢測(cè)了26個(gè)不同雞種(包含絲羽烏骨雞在內(nèi)的24個(gè)中國(guó)本土雞種和2個(gè)歐洲雞種)的單核苷酸多態(tài)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)絲羽烏骨雞等多趾品種(后丹雞除外)在此位點(diǎn)的基因型為AC或AA，而非多趾品種均為CC，表明C>A突變與中國(guó)本地多趾品種多趾性狀呈現(xiàn)高度相關(guān)。后丹雞等歐洲雞種在此位點(diǎn)的基因型為CC，之后對(duì)后丹雞品種進(jìn)行GWAS分析，結(jié)果顯示2號(hào)染色體8.25～8.64 Mb的24個(gè)SNP與后丹雞多趾性狀顯著相關(guān)，在此區(qū)域包含了LMBR1和NOM1等6個(gè)基因，中國(guó)本土雞的致病突變也位于該區(qū)域。這一結(jié)果表明，中國(guó)雞種和歐洲雞種的多趾表型是由不同的突變事件引起的，即它們的分子機(jī)制不同，與Dorshorst等[18]結(jié)果一致。然而，2017年He等[30]對(duì)112個(gè)個(gè)體(北京油雞與石歧雜雞親本、雜交F1代以及回交F2代)進(jìn)行全基因關(guān)聯(lián)分析；對(duì)3只多趾和3只野生型北京油雞公雞進(jìn)行選擇信號(hào)分析(Fst)，GWAS和Fst結(jié)果均顯示LMBR1基因(8.52～8.56 Mb)可能是影響多趾表型的相關(guān)基因，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)LMBR1基因5號(hào)內(nèi)含子的ss161109890的G/T突變與多趾性狀相關(guān)，這與Zhang 等[8]的結(jié)果不一致，因此多趾性狀的因果基因還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

6 毛腿(ptilopody)基因

雞毛腿性狀的研究起步較晚，但其遺傳機(jī)理已被解析透徹。2015年，Sun等[31]用北京油雞F2群體和1個(gè)商業(yè)肉雞品系進(jìn)行連鎖分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)8、12、13和15號(hào)染色體上各存在1個(gè)QTL與毛腿性狀相關(guān)，其中位于13號(hào)染色體的14.03～16.48 Mb以及15號(hào)染色體的11.33～12.80 Mb的QTL均解釋了20%以上的表型變異，這2個(gè)區(qū)域的顯著水平達(dá)到1%。2020年，Bortoluzzi等[9]對(duì)87個(gè)國(guó)外雞品種共169個(gè)個(gè)體進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果顯示：13號(hào)染色體(16.0～16.1Mb)和15號(hào)染色體(12.5～12.6 Mb)鑒定到顯著影響毛腿性狀的基因。H2AFY基因位于13號(hào)染色體顯著信號(hào)區(qū)域，而PITX1基因位于H2AFY上游145 kb，PITX1 是一種編碼后肢身份和發(fā)育的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的基因，TBX5基因位于15號(hào)染色體顯著信號(hào)區(qū)域，TBX5 基因編碼一個(gè)在前肢識(shí)別和發(fā)育的起關(guān)鍵作用的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，是足部羽毛發(fā)育的關(guān)鍵決定因素，TBX5 基因的錯(cuò)誤表達(dá)會(huì)導(dǎo)致了羽毛在腿部表達(dá)，出現(xiàn)毛腿性狀。PITX1和TBX5基因在2016年Domyan等[32]的研究被證實(shí)是鴿子毛腿性狀的因果基因，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)H2AFY上游的17 kb缺失與鴿子的44 kb缺失區(qū)域重疊，缺失導(dǎo)致PITX1基因在毛腿雞的HH35階段的表達(dá)顯著下調(diào)(HH31～HH39階段，羽毛胚原基逐漸可見(jiàn))；而TBX5基因在胚胎發(fā)育的整個(gè)階段的表達(dá)顯著上調(diào)。作者重建了GWAS最高點(diǎn)(位于15號(hào)染色體12 573 054 bp處)上下游各2 kb的單倍型，并進(jìn)行了基于單倍型的系統(tǒng)發(fā)育分析，結(jié)果顯示所有毛腿個(gè)體共享單倍型，表明共享單倍型是由突變引起的，Domyan等[32]的結(jié)果也表明鴿子存在共享單倍型。作者的研究證實(shí)了毛腿是通過(guò)雞和鴿子的平行進(jìn)化而來(lái)的，這為后人研究雞的性狀提供了新的思路。2020年，Li等[33]建立了野生型后丹雞和毛腿狼山雞F0代、25只雜交F1母雞和222只回交后代的連鎖定位群體，利用回交DNA池(毛腿池和禿毛腿池)的60K SNPs芯片數(shù)據(jù)和重測(cè)序數(shù)據(jù)以及F0親本池的重測(cè)序數(shù)據(jù)，進(jìn)行了2輪的連鎖定位，最終將毛腿性狀候選區(qū)域縮小至0.56 Mb(15號(hào)染色體12.50～13.06 Mb)。為了解其他毛腿品種在此區(qū)域的情況，作者利用公共數(shù)據(jù)庫(kù)下載了絲羽烏骨雞等7個(gè)毛腿品種共8個(gè)個(gè)體以及41個(gè)禿毛腿品種共159個(gè)個(gè)體的重測(cè)序數(shù)據(jù)，進(jìn)行了IBD分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有毛腿品種在0.56 Mb區(qū)域內(nèi)存在共享的30 kb IBD片段，并進(jìn)一步鑒定到一個(gè)單堿基突變(g.12573054 T>C)，可能是影響毛腿性狀形成的因果突變位點(diǎn)，此突變位于TBX5上游20 kb。

7 絲羽(silky-feather)基因

絲羽的出現(xiàn)是由于缺少羽小鉤而無(wú)法形成廓羽，2006年，高宇[23]基于遺傳連鎖圖譜，將絲羽基因初步定位在3號(hào)染色體ADL0115(70 077 232～70 077 549 bp)、ADL0127(61 916 504～61 916 719 bp)、ADL0306(82 011 804～820 119 321 bp)和GCT0053(95 220 535～95 220 684 bp)4個(gè)標(biāo)記上，而后增加了新標(biāo)記進(jìn)行精細(xì)定位，結(jié)果表明CAU006標(biāo)記上的NP_060483.2基因可能是導(dǎo)致絲羽性狀的相關(guān)基因；郭慧琴[34]根據(jù)基因功能在高宇定位的標(biāo)記下游選擇了BMP5、cEphA7和TBX18作為候選基因，并對(duì)此展開(kāi)分析，結(jié)果表明這3個(gè)基因均與羽毛結(jié)構(gòu)的調(diào)控沒(méi)有顯著相關(guān)性，為后續(xù)研究提供基礎(chǔ)。2010年，Dorshorst等[18]對(duì)絲羽烏骨雞進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果顯示3號(hào)染色體61.91～77.48 Mb存在1個(gè)與絲羽性狀顯著相關(guān)的QTL，其中位于67.07 Mb的rs14371625的關(guān)聯(lián)程度最高。2014年，F(xiàn)eng等[10]對(duì)絲羽烏骨雞和白洛克雜交群體進(jìn)行連鎖分析和IBD分析，將絲羽基因的范圍縮小到18.9 kb(3號(hào)染色體的67.825～67.848 Mb)，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，PDSS2啟動(dòng)密碼子ATG上游103 bp的ss666793747(67.85 Mb) 的C-G顛換導(dǎo)致了絲羽，C-G顛換顯著降低PDSS2啟動(dòng)子活性，從而顯著降低了羽毛發(fā)育過(guò)程中PDSS2的表達(dá)。

8 色素沉積(hyperpigmentation)基因

皮膚色素沉著或纖維黑變病是在雞皮膚色素沉著表型中的少數(shù)例子，而絲羽烏骨雞是研究最廣泛最充分的品種。成黑色素細(xì)胞的分化及遷移主要發(fā)生在胚胎期，黑色素細(xì)胞在動(dòng)物機(jī)體的分布情況在一定程度上決定了動(dòng)物機(jī)體黑色素的沉積量[35]。長(zhǎng)期以來(lái)成黑色素細(xì)胞被認(rèn)為是來(lái)源于背部神經(jīng)管產(chǎn)生的神經(jīng)嵴細(xì)胞，并遷移到表皮下，遍布皮膚的各個(gè)部位[36]，然而新研究表明成黑色素細(xì)胞來(lái)源于雪旺細(xì)胞前體(SCPs)[37]。成熟的成黑素細(xì)胞在黑色素小體中經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的反應(yīng)合成黑色素，而后黑色素小體將黑色素轉(zhuǎn)運(yùn)到外圍活性區(qū)域，并將黑色素固定在細(xì)胞膜附近?？刂坪谏氐幕蛑饕?個(gè)，分別為真皮黑色素抑制基因和纖維黑色素基因。真皮黑色素抑制基因控制成黑細(xì)胞遷徙途徑，控制脛色性狀；纖維黑色素基因負(fù)責(zé)成黑細(xì)胞增殖和維持，控制膚色性狀。

在黑色素分布方面，胡泗才等[38]研究了絲羽烏骨雞體內(nèi)黑色素分布情況，含量從高到低分別是皮膚、肌肉、骨骼和內(nèi)臟；耿拓宇等[39]對(duì)出雛后絲羽烏骨雞黑色素的分布與沉積進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)除腿部顏色較黑外，全身皮膚黑度相近，并且黑度隨著周齡增加而逐漸變淺；相反，氣管和肺等器官隨著周齡的增加而增加；而腦、食管等未發(fā)現(xiàn)黑色素沉積。

在作用基因和遺傳機(jī)理方面，2010年，Dorshorst等[18]在2個(gè)獨(dú)立分離的烏脛性狀和烏皮性狀的群體中檢測(cè)了與這些色素沉著基因有顯著關(guān)聯(lián)的基因組區(qū)域，與烏脛性狀相關(guān)性最高的是Z染色體的79.2 Mb，與烏皮性狀相關(guān)性最高的是20染色體的10.4～13.1 Mb，并且認(rèn)為EDN3可能是皮膚色素沉積的候選基因以及B4GALT1和VCAN可能是脛色素沉積的候選基因。2011年，Dorshorst等[11]對(duì)絲羽烏骨雞等4個(gè)烏雞品種進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析確定了烏皮性狀的因果突變是2個(gè)倒位復(fù)制，其中1個(gè)重復(fù)區(qū)域包含內(nèi)皮素3 (EDN3)，這是1個(gè)已知的促進(jìn)成黑細(xì)胞增殖的基因，在成黑素細(xì)胞遷移期間增加，并且在絲羽烏骨雞成年皮膚組織中保持了較高的表達(dá)水平，但是不能排除SLMO2、TUBB1以及可能存在于重復(fù)區(qū)域的其他基因的表達(dá)增加對(duì)烏皮表型的影響。然而，有研究主張絲羽烏骨雞黑色素沉積的主要相關(guān)基因不僅僅是EDN3。2015年，鄭嫩珠等[40]通過(guò)檢測(cè)白絨烏骨雞皮膚、肌肉、肝臟、腎臟和肌胃中的TYR、ASIP和MITF 3個(gè)基因的mRNA表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)3個(gè)基因在各組織中的表達(dá)水平差異極顯著，表明這3個(gè)基因與黑色素沉積具有一定關(guān)系。2016年，蔣明[41]增加了EDN3基因，探索TYR、ASIP、 MITF和EDN3這4個(gè)基因在廣西烏雞W系(深淺2個(gè)顏色的烏骨)的皮膚和胸肌mRNA表達(dá)水平，結(jié)果表明4個(gè)基因的mRNA表達(dá)量與皮膚和胸肌黑色素含量均呈極顯著的正相關(guān)，而且發(fā)現(xiàn)了與深淺烏雞膚色相關(guān)的SNP位點(diǎn)。對(duì)此，絲羽烏骨雞色素沉積是否只是EDN3基因的主要作用還值得我們進(jìn)一步探討。

9 展望

絲羽烏骨雞是我國(guó)珍稀的地方家禽，其“十大”特征表型極具特色。然而，在 “十大”表型中，僅有玫瑰冠、五爪、毛腿和絲羽4個(gè)表型的因果基因被先后鑒別，除此之外，膚色、胡須相關(guān)基因還有待進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。纓頭、綠耳和脛色相關(guān)性狀的遺傳機(jī)制則未見(jiàn)報(bào)道?，F(xiàn)代分子生物學(xué)的發(fā)展給解析絲羽烏骨雞上述特征性狀的形成帶來(lái)了巨大的契機(jī)。研究影響上述性狀形成的關(guān)鍵基因、闡明其性狀形成的遺傳機(jī)理，不僅對(duì)于絲羽烏骨雞的種質(zhì)資源保護(hù)、開(kāi)發(fā)及利用具備重要意義，還可以為其他品種特征性狀的研究提供思路。