近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所水禽育種與營(yíng)養(yǎng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在鴨脂質(zhì)代謝研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展，揭示了鴨胸肌肌內(nèi)脂肪沉積的關(guān)鍵分子機(jī)制，并創(chuàng)新性地構(gòu)建了“代謝物-基因-性狀”聯(lián)動(dòng)的精準(zhǔn)育種新模式。相關(guān)研究成果發(fā)表于《中國(guó)科學(xué)：生命科學(xué)（ Science China-Life Sciences ）》。
北京鴨因其極強(qiáng)的脂質(zhì)合成和脂肪沉積能力而聞名，其胸肌內(nèi)脂肪含量比野生祖先綠頭野鴨高出約20%，且不飽和脂肪酸含量也顯著提升。這種顯著的代謝差異使北京鴨成為研究脂質(zhì)合成與代謝調(diào)控的良好素材。
研究基于北京鴨×綠頭野鴨F2分離群體，在相同條件下飼養(yǎng)至8周齡，采集了246只個(gè)體的胸肌樣品并使用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS）技術(shù)檢測(cè)胸肌中的親水性代謝物并結(jié)合全基因組重測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行了代謝物全基因組關(guān)聯(lián)分析（mGWAS）。發(fā)現(xiàn)與鴨胸肌肌內(nèi)脂肪含量高度相關(guān)的代謝物氨基己二酸在4號(hào)染色體存在顯著信號(hào)，結(jié)合北京鴨和綠頭野鴨的選擇信號(hào)分析，顯示該區(qū)間內(nèi)的 AADAT 基因受到選擇。進(jìn)一步利用同源重組（IBD）分析，將影響氨基己二酸含量的因果變異精細(xì)定位到 AADAT 基因上150 kb區(qū)間內(nèi)。隨后通過(guò)精細(xì)掃描發(fā)現(xiàn)北京鴨 AADAT 基因第六外顯子前存在一段939bp的CR1-LINE轉(zhuǎn)座子插入，導(dǎo)致該基因產(chǎn)生新的轉(zhuǎn)錄本，阻礙了氨基己二酸向2-氧代己二酸的正常酶促轉(zhuǎn)化，使得北京鴨胸肌中氨基己二酸含量提高1.71倍。這一變化抑制了賴(lài)氨酸降解通路，同時(shí)為三羧酸循環(huán)（TCA）提供了更多2-酮戊二酸，最終顯著提升了6周和8周齡北京鴨的肌內(nèi)脂肪含量。
該研究不僅解析了北京鴨胸肌肌內(nèi)脂肪沉積的分子機(jī)制，還提出了基于關(guān)鍵代謝物的分子標(biāo)記育種策略，為高效改良鴨肉品質(zhì)提供了新思路。未來(lái)，這一“代謝物-基因-性狀”聯(lián)動(dòng)模式有望廣泛應(yīng)用于畜禽復(fù)雜性狀的遺傳解析，推動(dòng)高效、精準(zhǔn)的動(dòng)物育種技術(shù)發(fā)展。
牧醫(yī)所劉大鵬助理研究員為論文第一作者，周正奎研究員為通訊作者。該研究得到了國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)科院畜禽基礎(chǔ)科學(xué)中心等項(xiàng)目的資助。
文章鏈接：https://www.sciengine.com/SCLS/doi/10.1007/s11427-024-2882-x
