我国科学家完成高精度宁乡猪基因组图谱绘制
本报讯 近日,《分子生态学资源》发表以湖南农业大学为第一单位的研究论文,绘制了高精度宁乡猪基因组图谱,揭示了宁乡猪基因组内丰富的遗传变异和肉质优异性状的遗传基础。
宁乡猪产于湖南宁乡市流沙河和草冲区域,以肉质鲜嫩、风味独特和不饱和脂肪酸含量高而著称。宁乡猪产业是宁乡市的主导产业之一,2020年,该市出栏花猪32万头,一二三产业综合产值35亿元。
“宁乡花猪很好吃,产业发展也越来越好,但大家不知道宁乡猪到底好在哪里。”该论文第一作者、湖南农业大学动物科学技术学院教授马海明表示,要搞懂这个问题,只能从研究其基因入手。在此之前,宁乡猪没有自己的基因组图谱,而是借用一个外来品种的基因图谱,两者差异很大。“这一定程度上制约了宁乡猪产业的发展。”马海明说。
大量研究表明,中国地方猪种的基因多样性高于欧洲猪种,而中外猪种在脂肪沉积和脂肪酸含量方面存在着显著差异。为此,该项研究还额外采了8个中国地方猪种的耳样进行了重测序。“采样过程充满艰辛,很多地方猪种存量很少,农户不愿意让团队采样。”马海明说,团队先后到湖南、重庆、广西和云南四地采样,花了近半年时间。
有了采样基础,团队采用单分子实时测序、空间三维基因组学等技术,对宁乡猪的遗传基因组进行了分析,组装了高精度的宁乡猪基因组,注释了20912个蛋白编码基因和34.04 %的重复序列,筛选出了显著影响宁乡猪肉质的相关基因。
“这意味着我们摸清了宁乡猪的主要遗传特性,掌握了高精度宁乡猪基因组图谱,获得了解开宁乡花猪好吃的‘密码’的钥匙。”马海明说,此前业界做过针对地方猪繁殖性状的基因组图谱,而此次获得的图谱针对肉质而做,基因分辨率高于此前的研究。
湖南省生猪产业体系岗位专家、湖南农业大学动物科学技术学院教授贺建华是该研究论文共同通讯作者,他表示,现在市面上很多餐饮企业都广泛使用宁乡花猪肉,但这些猪肉的真假难以鉴别。团队将在基因组图谱的基础上,进一步开发宁乡猪肉鉴别试剂盒,让普通民众能简单、快速地鉴别宁乡花猪肉的真假。
“我们通过使用最新的三代测序技术,首次获得了宁乡猪的全基因组图谱;通过三代全基因组数据注释了宁乡猪转录基因和lncRNA信息,首次利用全转录组学研究方法,利用二代测序平台分析了宁乡猪背最长肌组织、背部皮下脂肪组织以及肝脏组织,以此研究宁乡猪在不同发育阶段与脂质代谢相关的基因对发育的调控。”马海明表示。
“基因组图谱绘制完成,意味着人类更进一步认识了延续千年的宁乡花猪,这是一个历史突破。”湖南省养猪协会副会长、宁乡花猪产业发展协会会长李述初说。他表示,传统育种方式育种至少要花8—10年,这一成果不仅可让育种时间缩短一半,还能很好地指导宁乡猪新品种种质资源创新研究工作,帮助大家进一步挖掘其优异基因,育出肉质更佳和经济效益更高的猪种,这对有“熊猫猪”之称、曾几近濒临灭绝的宁乡猪产业发展意义重大。
“目前我们做的研究仍不够,比如,此次转录组测序研究中,仍然存在少量的mRNA没有功能注释,需要确定这些mRNA的功能;通过转录组测序分析,获得了大量的新鉴定的lncRNA及其预测的靶基因,需要进一步在功能性方面验证新lncRNA的作用;需要进一步对可能存在ceRNA关系的lncRNA-miRNA-mRNA对进行作用机制上的验证。”马海明说,团队未来将通过深入研究,逐步掌握宁乡猪在不同生长阶段肉质的变化规律。
马海明表示,红色原鸡、山羊以及一些水产物种的基因组研究已开展得比较多,随着越来越多的科研工作者参与农业动物基因组学研究,未来他们将绘制更多的农业动物基因组图谱,这不仅会促进相关农业产业更高效发展,还会帮助人类更深入地了解、认识这些物种的生长发育规律。
(来源:中国科学报)