略阳乌鸡蛋壳颜色遗传参数估计和候选基因鉴定

作     者：陈球 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王哲鹏

授予年度：2023年

学科分类：0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

主      题：略阳乌鸡 蛋壳颜色 L*a*b色度空间 胆绿素 原卟啉 CPOX SLCO1B3 

摘      要：【背景】略阳乌鸡是产自陕西省略阳县一带的地方品种。由于之前未受系统选育,略阳乌鸡的蛋壳颜色存在较大变异性,给蛋品的销售和品牌的打造产生极为不利的影响。本研究在量化蛋壳颜色的基础上,估计色度指标的遗传力,研究原卟啉(负责红褐的蛋壳着色)合成基因CPOX和ALAS1和胆绿素(负责蓝绿的蛋壳着色)转运基因SLCO1B3基因与蛋壳颜色和蛋壳色素含量的关系。研究结果将促进我们对略阳乌鸡蛋壳颜色遗传基础的认识,筛选出关键调控基因,为略阳乌鸡蛋壳颜色选育方案的建立和分子辅助育种手段的开发奠定基础。【方法】选取841只母鸡,每只鸡收集3枚蛋,用L*a*b色度体系量化蛋壳颜色,用动物模型估计色度指标的遗传力和各指标间的遗传相关。选取褐壳(n=8)、浅褐壳(n=8)和绿壳(n=8)母鸡,每只鸡收集3枚蛋,用分光光度法测定蛋壳原卟啉和胆绿素含量。用q PCR法检测SLCO1B3、ALAS1和CPOX基因在蛋壳腺中的表达量。选取绿壳(n=105)和非绿壳(n=474)样本,用PCR检测EAV-HP在略阳乌鸡群体中的分布。对SLCO1B3基因上游1.6 kb区域进行重测序,用PHASE v2.1.1构建单倍型,分析单倍型与基因表达、蛋壳色素含量、蛋壳颜色的关系;将单倍型4(Hap4)和单倍型13(Hap13)克隆至荧光素酶报告基因上游,用双荧光素酶报告基因系统分析SLCO1B3基因启动子区单倍型对启动子活性的影响。【结果】在三个色度指标中,L值和b值分布较为集中,50%的样本的L和b值集中分布于73.3～79.1和13.1～18.2之间;但a值分布较为分散,50%的样本分布于1.4～7.1之间。a值的变异系数88.2%要高于L值5.7%和b值24.0%。a值遗传力(h=0.77)明显高于L值(h=0.46)和b值(h=0.37)。在蛋壳色素和蛋壳颜色之间,原卟啉浓度与三个色度指标均存在强相关关系(L:r=-0.86,a:r=0.73,b:r=0.88),但胆绿素浓度仅与a值存在强负相关(r=-0.73)。CPOX在褐壳鸡中的表达水平是浅褐壳的1.5倍(P0.05)。本研究在略阳乌鸡群体中未检测到EAV-HP的分布,但发现SLCO1B3表达水平与胆绿素浓度存在强正相关性(r=0.86)。在SLCO1B3基因启动子区,hap4以较高的频率(52%vs.3%)出现在绿壳样本中,而hap13在非绿壳中以较高的频率(26%vs.6%)出现。Hap4的SLCO1B3的表达水平、胆绿素含量和启动子活性均显著(P0.05)高于hap13。【结论】这些结果表明(1)a值是一个对蛋壳颜色变化较为敏感且主要受遗传效应调控的最佳的蛋壳颜色量化指标;(2)原卟啉是影响略阳乌鸡蛋壳颜色的关键色素,CPOX与略阳乌鸡褐壳颜色深浅显著关联的候选基因;(3)略阳乌鸡绿壳由一种新的分子机制控制,hap4是影响SLCO1B3表达和略阳乌鸡绿壳表型的功能单倍型。