藏公雞MC1R基因多態(tài)性與羽色表型的關(guān)系

關(guān)鍵詞：藏公雞；黑素皮質(zhì)素受體1（MC1R）基因；基因多態(tài)性；羽色表型中圖分類號：S831.2 文獻標識碼：A文章編號：0439-8114（2025）05-0173-05DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.05.027開放科學（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Relationship between MCiR gene polymorphism and plumage color phenotype in Tibetan roosters

WANG Shi-xin ^1，2 ，GAO Ming-xin2，Danzeng Sangzhu2，Ba-sang，CHEN Xi3，WANG Run-jin2， ZHANGHao1，WANGDe-cai，PIJin-song1，HUANG Tao1

（1.InstituteofAialHusbandryndVetearyHubeiAcadeyofcuraliencs，Wuhan4o，ina；.aanbetaick Industryesechiute6ta;aalbddeinarin China；4.Agricultural Industrialization Service Center of Jiangxia District，Wuhan 43O2Oo，China）

Abstract：AdultTibetanrosters withdistinctplumagecolorphenotypes（Tibetanblack，Tibetanvariegated，andTibetangray）were selectedtoscreengeneticvariationsitesinthecodingregionof themelanocortin1receptor（MC1R）geneandanalyzegenotype-phenotypecorrlatios.Teresultsshowedthat10SPswereidentifedinthecodingregionoftheMClRgeneiTibetanroosters，cluding2 synonymous mutations at69bp（C/T）and 636bp（A/G），and8non-synonymous mutationsat178bp（A/G），212bp（C/T）， 213bp（A/G），274bp（A/G），376bp（A/G），398 bp（C/T），427bp（A/G），and 637bp（C/T）.Genotype distributionrevealed hat all Tibetan black roosters exhibited the AA genotype （ 100.00% ）， 60.00% of Tibetan gray roosters carried the AA genotype，while Tibetan variegated roosters predominantly had the AG genotype （ 80.00% ），suggesting that the A allele might be associated with the formationof the black plumage phenotype.Thirten haplotypes were constructed based on the10 SNPs，withhaplotypes Hap_2，Hap 10，andHap_13exclusivelyobservedinTibetanvariegatedroostersChi-squareindependence tests indicatedthatgenotypsat69bp （C/T）and 274 bp（A/G）were significantly associated with plumage color phenotypes （ Plt;0.001 ），suggesting these two loci might serve as key genetic markers regulating plumage color variation in Tibetan roosters.

Key Words：Tibetan rooster;melanocortin l receptor（MC1R）gene；gene polymorphism； plumage color phenotype

羽色是禽類重要的表型性狀，具有重要的經(jīng)濟價值。羽色的形成需經(jīng)歷復雜的生物學過程，包括黑色素細胞的分化、黑色素的合成、褐黑素和黑色素顆粒的形成和運輸?shù)纫幌盗羞^程，其中，褐黑素與黑色素的相對比例是塑造羽毛多彩色澤的關(guān)鍵因素[2]

黑素皮質(zhì)素受體1（Melanocortin1receptor，MC1R）基因?qū)儆贕蛋白耦合黑素皮質(zhì)素受體（Mela-nocortinreceptors，MCRs）家族成員，是黑色素合成的主控基因[3。其在禽類中只有一個外顯子，CDS區(qū)長度為 945bp ，有7個跨膜結(jié)構(gòu)域，編碼跨膜結(jié)構(gòu)蛋白。在黑色素生成過程中，MC1R與促腎上腺皮質(zhì)激素（Adreno-cortico tropic hormone，ACTH）和 α- 促黑素細胞激素（Alpha-melanocyte-stimulating hor-mone， ααααααΩαααΩαααΩαααΩααΩαΩααΩαΩαΩαΩαΩαΩαΩΩαΩΩαΩΩαΩΩαΩΩαΩΩΩΩ ）結(jié)合，促進環(huán)腺苷酸（Cyclicadenos-inemonophosphate，cAMP）生成，cAMP進一步激活酪氨酸激酶提升酪氨酸水平，最終機體內(nèi)黑色素合成量上升，羽色加深[4.5]。MCIR基因遺傳突變位點與動物毛色相關(guān)，如山羊、小鼠]、豬8]、鴨子[9]等動物。在雞的羽色形成研究中，無論是國外品種[10]還是中國地方品種[\"]，MC1R基因均被發(fā)現(xiàn)存在與羽色相關(guān)的SNPs位點。

藏雞棲息在中國青藏高原地區(qū)，與其他地方雞的基因交流較少，由于受到特有生存環(huán)境和長期自然選擇的影響，遺傳結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出相對的獨立性[12]本研究聚焦成年藏公雞羽色，包括藏黑色、藏花色、藏灰色、其他羽色。與藏黑色公雞相比，藏花色一般在背腹部呈現(xiàn)鮮明的紅黃色，藏灰色則是背腹部色彩不鮮明，表現(xiàn)為暗灰色。通過鑒定3種羽色藏公雞MC1R基因遺傳多態(tài)性，嘗試分析SNP基因型、單倍型與不同羽色之間的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1材料

藏雞來自自治區(qū)山南市畜禽良種繁育中心藏雞資源保護場，在藏雞群體中隨機統(tǒng)計了100只藏公雞羽色類型，選取成年雄性黑羽（藏黑色）花羽（藏花色）和灰羽（藏灰色）藏雞各15只，翅靜脈采血并標號，采集的血樣存放于 -20^°C 條件下保存。

1.2 DNA提取

采用DNA提取試劑盒[天根生化科技（北京）有限公司]提取藏公雞血液樣品DNA，測定基因組DNA的濃度和質(zhì)量，放于 -20^°C 冰箱保存。

1.3 MC1R基因測序

從GenBank下載MC1R基因序列（登錄號為NC_052542.1），參照文獻[13]設(shè)計MC1R基因引物，上游引物： 5^′ -GCTTTGTAGGTGCTGCAGTTGTG- ?3^′ ，下游引物： 5^′ -CCATCCATCCTCCTGTCTGT- ?3^′ ，擴增長度為 1048bp 。PCR試劑購自東洋紡（上海）生物科技有限公司，反應體系 15.00μL ： KOD one Mix7.50μL ，DNA模板 1.00μL ，上、下游引物各 0.50μL 加 補足至 15.00μL 。擴增程序： 98^°C 變性10 s， 60^°C 退火 5s，68^°C 延伸 2s ，35個循環(huán)環(huán)；68^°C 延伸 10min ， 4% 保存。PCR擴增產(chǎn)物經(jīng)過1.0% 瓊脂糖凝膠電泳檢測后，送至生工生物工程（上海）股份有限公司測序。

1.4 數(shù)據(jù)處理和分析

獲取測序結(jié)果后查看峰圖，對于只出現(xiàn)1次突變的位點，按照假陽性處理。Excel軟件統(tǒng)計基因分型結(jié)果，利用基因型數(shù)據(jù)和突變位置信息生成ped和map文件，導人Haploview4.1軟件分析位點間連鎖不平衡關(guān)系；利用PHASE軟件分析最優(yōu)單倍型組合，統(tǒng)計單倍型分布頻率；單倍型序列轉(zhuǎn)換成nex格式，導人PopART軟件，繪制單倍型網(wǎng)絡(luò)中介圖。使用R語言中chisq.test函數(shù)進行獨立性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 藏公雞群體中篩查MC1R基因編碼區(qū)SNPs

對隨機抽取的100只藏公雞羽色進行分類（圖1），根據(jù)羽色將藏公雞分為藏黑色、藏花色、藏灰色、其他羽色4類。黑羽和花羽占比 73% ，灰羽略少，占比 23% ，其他羽色占比 4% 。分別擴增黑羽、花羽和灰羽（以下簡稱3種羽色）的藏公雞MC1R基因編碼區(qū)序列，根據(jù)瓊脂糖凝膠成像結(jié)果，顯示片段長度為1 433bp ，其中編碼區(qū)長度為 945bp ，共編碼315個氨基酸。結(jié)合SeqMAN軟件對藏公雞測序數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，在其3種羽色相關(guān)基因的編碼區(qū)中共鑒定出10個SNPs位點（圖2）。在翻譯水平氨基酸變異情況如表1所示，同義突變2處，位于 69bp （C/T）和636bp（A/G）位點，非同義突變8處，位于178bp（A/G）、212 bp（C/T）、213bp（A/G）、274bp（A/G）、376 bp（A/G）、398 bp（C/T）、427bp（A/G）、637bp（C/T）位點。

2.2 SNPs分布及連鎖情況分析

基于MC1R編碼區(qū)的10個SNPs位點，利用PHASE軟件構(gòu)建13個最優(yōu)單倍型，由表2可知，MCIR基因表現(xiàn)出豐富的單倍型多態(tài)性。Hap_7、Hap_1和Hap_6單倍型分布頻率較高，均超過10.00% 。對MC1R基因編碼區(qū)10個SNPs位點的連鎖不平衡（LD）分析表明，這些位點間整體呈弱連鎖狀態(tài)（圖3），僅有1個強連鎖區(qū)段。SNP9和SNP10屬于相鄰堿基，呈強連鎖關(guān)系。雖然SNP3和SNP4同樣屬于相鄰堿基，但連鎖程度較弱。

統(tǒng)計分析13種單倍型在3種藏公雞羽色中的分布情況，結(jié)果（圖4）顯示，單倍型Hap_2、Hap_10和Hap_13在藏花色公雞中呈現(xiàn)獨享現(xiàn)象。單倍型Hap_8、Hap_9、Hap_11和Hap_12由藏花色公雞和藏灰色公雞共享。單倍型 Hap_-4，Hap_-5 由藏灰色公雞和藏黑色公雞共享。單倍型Hap_1、Hap_3、Hap_6和Hap_7由3種羽色藏公雞共享。分布結(jié)果反映出單倍型在不同羽色公雞中的分布存在一定偏好。

2.3 SNPs與羽色的關(guān)聯(lián)性分析

在MC1R基因編碼區(qū)的10個SNPs中，69bp（C/T）、274bp（A/G）、376bp（A/G）3個位點在藏公雞群體中基因頻率較高，在藏公雞不同羽色性狀關(guān)聯(lián)分析（表3至表5）中， 69bp（C/T）.274bp（A/G） 位點的基因型均與3種羽色表型呈極顯著關(guān)聯(lián)（ （Plt;0.001） ），而376bp（A/G）位點的基因型與羽色表型無顯著關(guān)聯(lián)。在274bp（A/G）位點的多態(tài)性分析中存在氨基酸變異，基因型分布顯示，藏黑色公雞全部表現(xiàn)為AA基因型 （100.00% ，藏灰色公雞中AA基因型占比 60.00% ，而藏花色公雞則以AG基因型為主1 80.00% ）；該分布表明，A等位基因可能與黑羽表型的形成相關(guān)，提示該位點對藏雞黑色羽毛的發(fā)育具有潛在的重要貢獻。

3 小結(jié)與討論

以藏黑色、藏花色、藏灰色3種羽色特征鮮明的成年藏公雞為對象，研究MC1R基因編碼區(qū)序列變異，篩選與羽色性狀密切相關(guān)的突變位點，以期獲得有效的資源保護與開發(fā)標記

前期研究發(fā)現(xiàn)有8個等位基因控制羽色遺傳位點，其中E等位基因?qū)兒谟鹕玔14.15]，在基因組中一般認為由MC1R基因主控[16]。本研究觀察到的3種藏公雞羽色表型（藏黑色、藏花色和藏灰色）均表現(xiàn)出不同程度的黑色素沉積特征，其中藏黑色個體全身羽毛呈現(xiàn)均勻黑色，而藏花色和藏灰色個體則在背腹部羽毛著色上存在顯著差異，推測可能與

MCIR基因有關(guān)。MCIR基因具有較高的遺傳多樣性，在藏公雞MC1R基因編碼區(qū)檢測到10個SNPs位點，同義突變2處，位于 69bp （C/T）和 636bp （A/G）位點，非同義突變8處，位于178bp（A/G）、212bp（C/T） ，213bp（A/G），274bp（A/G），376bp（A/G），398bp （C/T）、427bp（A/G）、637bp（C/T）位點。除 213bp （A/G）位點鮮見報道外，其他位點均已在多個雞種中被報道[17-21]

采用獨立性的卡方分析，同義突變 69bp （C/T）位點的基因型與羽色表型呈極顯著關(guān)聯(lián)性（ Plt; 0.001），同義突變雖未直接改變氨基酸性質(zhì)，但可通過改變密碼子使用頻率、 .mRNA 穩(wěn)定性或蛋白質(zhì)折疊動力學等途徑參與基因表達調(diào)控[22]。 274bp （A/G）位點的基因型與羽色表型呈極顯著關(guān)聯(lián)性（ Plt; 0.001）。云南飄雞MC1R基因274bp（A/G）位點的基因型與瓦灰色羽毛呈顯著關(guān)聯(lián)性[17]，朝那雞G274A位點GG、GA和AA基因型間的羽色性狀差異顯著中 （Plt;0.05） ，其中AA是紅羽和黑羽群體中的優(yōu)勢基因型，黑羽群體中未發(fā)現(xiàn)GG基因型[18]。在黑羽他留烏骨雞[19]、黑羽赤水烏骨雞[20]群體中只發(fā)現(xiàn)G274A位點AA基因型，在黑羽河北柴雞零世代群體中，G274A位點AA是優(yōu)勢基因型[2I]。本研究基因型分布顯示，藏黑色公雞全部表現(xiàn)為AA基因型（ 100.00% ，與上述文獻報道基本一致。此外，本研究發(fā)現(xiàn)藏灰色公雞中AA是優(yōu)勢基因型，在藏花色公雞中AG基因型占比為 80% ，以雜合子為主。

MCIR基因編碼區(qū)高度多態(tài)，且大部分改變氨基酸的性質(zhì)，可能影響MC1R基因的功能。基于現(xiàn)有研究證據(jù)，不同雞品種羽色表型的差異可能并非由單一SNP位點獨立調(diào)控，而是由多個遺傳變異位點通過協(xié)同效應或累加作用共同決定，這一機制提示需采用多基因聯(lián)合分析策略解析羽色形成的遺傳基礎(chǔ)。本研究進一步分析3種羽色組成的13種單倍型，發(fā)現(xiàn)單倍型Hap_2、Hap_10和Hap_13在藏花色公雞中呈現(xiàn)獨享現(xiàn)象，表明這3種單倍型可以在藏花色公雞的育種工作中作為候選分子標記進行輔助選擇。

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（責任編輯雷霄飛）