整合基因组学研究表明，PDE11A和SAAL是太平洋白虾（Penaeus vannamei）生长的关键调控因子

《Water Biology and Security》：Integrative genomics reveals PDE11A and SAAL are key regulators of growth in Pacific white shrimp ( Penaeus vannamei)

太平洋白虾基因组测序及关键生长基因功能验证。基于996个体全基因组测序，识别270余万高质量SNP，通过GWAS定位6个QTLs（LG2、25、26、37），其中LG37的SNP显著关联体长（-log10(P)最高达11.34）。RNA干扰证实PDE11A和SAAL基因抑制生长，转录组分析显示其调控的actin cytoskeleton、TNF及PI3K/Akt等信号通路。本研究为白虾生长育种提供了分子标记和基因靶点。

　　太平洋白对虾（*Penaeus vannamei*）作为全球重要的水产养殖物种，因其环境适应性强、抗病能力好以及营养价值高而备受关注。在水产养殖中，生长性状是影响经济效益的关键因素之一。因此，深入了解这些性状的遗传基础，对于提高养殖效率、优化育种策略具有重要意义。本研究通过全基因组测序和基因组关联分析（GWAS），结合功能基因组学方法，揭示了与对虾生长相关的基因和遗传位点，为水产养殖中的分子育种提供了坚实的理论依据。

在研究过程中，我们对996个个体进行了全基因组测序，共识别出2,706,353个高质量的单核苷酸多态性（SNP）。GWAS分析发现，与体长相关的显著SNP分布在连接组（LG）2、25、26和37上，其中30个SNP与体长表现出显著的关联性。特别是连接组37上的位点，包含了多个可能与蜕皮和生长调控相关的基因，如*PDE11A*、*SAAL*和*IAO-like*等。为了验证这些基因的功能，我们进行了RNA干扰实验，结果表明，*PDE11A*和*SAAL*的沉默显著抑制了对虾的生长，进一步证实了它们在生长调控中的关键作用。

研究的初步成果表明，对虾的生长性状具有较高的遗传力，这意味着这些性状主要由遗传因素决定。通过对生长相关性状的描述性统计和遗传参数分析，我们发现体长、体重和腹部长度之间存在显著的正相关关系，而体长在这些性状中表现出最强的关联性。这提示我们，体长可能是研究对虾生长性状的代表性指标。此外，我们还对群体结构和连锁不平衡（LD）进行了分析，结果表明群体中存在多个祖先基因型，且LD在11千碱基对（Kb）处下降了一半，这说明在GWAS中使用高密度标记是识别与表型相关的遗传信号的重要手段。

在进行GWAS分析时，我们采用了Bonferroni校正的方法，以确保结果的可靠性。显著的SNP位点被进一步注释，并通过基因功能分析识别出可能与生长相关的候选基因。其中，*PDE11A*和*SAAL*的表达水平在RNA干扰实验中显著降低，表明这两个基因在对虾的生长调控中起着至关重要的作用。进一步的转录组分析显示，*PDE11A*的干扰导致了与蜕皮相关的多种基因表达水平发生变化，包括与TNF信号通路、细胞骨架调节、PI3K/Akt信号通路、Wnt信号通路、MAPK信号通路以及cGMP-PKG信号通路相关的基因。这些通路在对虾的蜕皮过程中发挥重要作用，例如细胞骨架的重塑、细胞迁移和增殖，以及新的外骨骼形成等。

此外，我们还对多个与生长相关的基因进行了深入分析。例如，*NAA35*基因可能通过影响蛋白质的稳定性以及维持线粒体的完整性，从而促进对虾的生长。而*IAO-like*基因则与生长和应激反应有关，并参与吲哚-3-乙酸（IAA）的合成，进而调节蜕皮和整体生长。*MUC*基因编码黏蛋白，这些蛋白质在对虾的黏膜层形成中起到保护作用，可能通过维持组织完整性促进生长。

通过将GWAS与功能基因组学方法相结合，本研究不仅揭示了对虾生长性状的遗传基础，还进一步验证了关键基因的功能。这种整合方法有助于我们更全面地理解生长调控的分子机制，并为水产养殖中的分子育种提供了新的方向。例如，通过选择与生长性状显著相关的基因，可以开发出更有效的选择性育种策略，从而提高对虾的生长速度、饲料转化率以及养殖的经济效益。

在实际应用中，这些研究成果可以用于优化对虾的育种计划，提高生长性状的遗传改良效率。通过对关键基因的了解，科学家和育种专家可以更精准地筛选出具有优良生长性能的个体，加速优良基因的传递。此外，这些基因的功能验证也为进一步研究对虾的蜕皮机制提供了理论支持，有助于揭示其生长调控的复杂网络。

总体而言，本研究通过全基因组测序和GWAS分析，结合RNA干扰和转录组分析，全面揭示了对虾生长性状的遗传基础和相关基因的功能。这些发现不仅有助于提升对虾的生长性能，还为水产养殖的可持续发展提供了重要的科学依据。未来，随着基因组学技术的不断进步，我们可以期待更多关于对虾生长调控机制的深入研究，从而进一步推动水产养殖产业的创新与发展。