Dokki-4蛋鸡部分记录选择对产蛋性能的遗传响应与代谢适应研究

《Scientific Reports》：Genetic response and metabolic adaptation to partial-record selection for egg production in Dokki-4 laying hens

本研究针对如何高效改良地方蛋鸡品种产蛋性能并维持其代谢健康的问题，研究人员以埃及Dokki-4蛋鸡为模型，开展了基于产蛋初期（90天）部分记录（EN90和EW90）的持续四代选择实验。结果表明，选择高蛋数系（SHEN90）显著提高了年产蛋量和蛋重，并伴随血清胆固醇、甘油三酯和蛋黄胆固醇的有利降低；选择重蛋重组系（SHEW90）则显著改善了蛋重和蛋壳品质。研究证实了部分记录选择策略的有效性，并揭示了选择对生理代谢的深远影响，为地方鸡种的高效育种提供了重要理论与实践依据。

　　

在全球人口持续增长和对营养密集型食物需求日益增加的背景下，鸡蛋作为一种经济实惠的优质蛋白质来源，其全球需求量稳步上升。这一趋势对现代家禽育种项目提出了更高的要求，即需要在最大化产蛋性能的同时，兼顾优异的蛋品质和蛋鸡自身的代谢健康与福利。在这一挑战中，适应性强的地方鸡种，特别是在发展中国家，因其对当地恶劣气候的天然适应性而成为宝贵的遗传资源。埃及的Dokki-4合成系便是这样一个典型代表，它通过将本地法尤米鸡与外来品种杂交选育而成，结合了适应性与较好的产蛋性能，成为埃及国家禽改良计划中重要的遗传多样性库。

传统的蛋鸡选育通常关注全期产蛋性状，但这需要较长的评估周期和较高的饲养成本。相比之下，针对产蛋早期（如前90天）进行部分记录选择，则能早期识别优秀个体、缩短世代间隔、加速遗传进展，并显著降低成本。然而，关于这种部分记录选择策略如何影响地方鸡种（如Dokki-4）的产蛋性能、蛋品质以及关键的血清生化指标（如钙、甘油三酯、胆固醇），尚缺乏系统性的研究。产蛋背后的生理过程复杂，涉及脂质代谢、钙稳态和胆固醇调节等多个方面，遗传选择可能直接或间接地改变这些生理机制。因此，理解部分记录选择对这些内在生理过程的影响，对于制定可持续的育种方案至关重要。

为了填补这一知识空白，由Doaa A.M. Semida等人组成的研究团队在《Scientific Reports》上发表了他们的研究成果。他们以Dokki-4蛋鸡为研究对象，进行了一项为期四个世代的选育实验，旨在评估基于产蛋初期（90天）蛋数（EN₉₀）和蛋重（EW₉₀）的部分记录选择对产蛋性能、蛋品质特征以及血清生化成分的影响，并估计相关的遗传参数，为优化该重要地方品系的育种策略提供有价值的信息。

关键技术方法概述

本研究采用了经典的家禽遗传选育实验设计。研究在埃及农业研究中心Seds动物育种站进行，使用了2880只Dokki-4母鸡，建立了三个实验群体：高蛋数选育系（SHEN₉₀）、重蛋重选育系（SHEW₉₀）以及一个随机交配的对照组（RBCL）。选择基于个体在产蛋前90天的估计育种值（EBV）进行。研究人员系统记录了多个性状，包括选择标准（EN₉₀, EW₉₀）及其他产蛋性状（如开产日龄AFE、90天和365天蛋重EM₉₀, EM₃₆₅）。在32周龄时，从各品系采集血液样本（共450份）用于测定血清钙、甘油三酯和总胆固醇浓度，并收集鸡蛋（共450枚）用于评估外部（蛋壳重%、蛋壳厚度、形状指数）和内部（蛋清重%、蛋黄重%、哈氏单位、蛋黄指数）品质以及蛋黄胆固醇含量。统计分析采用混合模型评估世代和品系效应，并利用限制性最大似然法（REML）通过WOMBAT软件估计遗传力、遗传增益以及遗传和表型相关系数。

研究结果

蛋生产性状

研究结果显示，世代效应对选择标准EN₉₀、EW₉₀以及EM₉₀有显著影响。品系效应对所有产蛋性状均具有高度显著性（P<0.001）。SHEN₉₀品系在EN₉₀、EN₃₆₅以及两个蛋重性状（EM₉₀和EM₃₆₅）上表现最优，而SHEW₉₀品系则产出了显著更重的鸡蛋（EW₉₀）。此外，世代与品系的交互作用对EN₉₀和EM₉₀有显著影响，表明三个遗传品系在不同世代对选择的反应存在差异。

血清成分

血清钙和甘油三酯浓度受到世代的显著影响（P<0.001），而总血清胆固醇则未受显著影响。在整个选育过程中，甘油三酯和总胆固醇水平呈下降趋势，而血清钙浓度则持续增加。品系效应对血清钙有显著影响（P<0.001），SHEN₉₀品系的钙水平最高，显著优于其他品系。品系间在甘油三酯和胆固醇方面的差异未达到统计学显著性。世代与品系的交互作用对血清钙和总血清胆固醇有显著影响，表明代谢反应随遗传品系和世代的不同而变化。

外部蛋品质性状

蛋壳重%和蛋壳厚度受世代影响显著，且均呈下降趋势。品系效应对蛋壳厚度影响显著（P=0.001），SHEW₉₀品系的蛋壳厚度最大。蛋形指数未受世代或品系的显著影响。世代与品系的交互作用仅对蛋壳厚度有显著影响。

内部蛋品质性状

所有内部蛋品质性状（蛋黄重%、哈氏单位、蛋黄指数和蛋黄胆固醇）均受世代显著影响，而蛋清重%基本保持稳定。蛋黄重%随世代更替出现显著且理想的增加。哈氏单位和蛋黄胆固醇含量则呈现波动性下降。品系效应对所有蛋黄性状（蛋黄重%、蛋黄指数和蛋黄胆固醇）均有显著差异。SHEN₉₀品系具有最高的蛋黄指数和最低的蛋黄胆固醇。两个选育品系的蛋黄胆固醇均显著低于对照组。蛋清重和哈氏单位未受品系的显著影响。重要的是，世代与品系的交互作用对所有内部品质性状均有显著影响，表明选育品系在这些性状上随世代的反应不同。

遗传增益与相关变化

遗传力估计表明，选择标准EN₉₀和EW₉₀具有中等遗传力（分别为0.22和0.17）。血清成分性状（钙、甘油三酯、胆固醇）和蛋重性状（EM₉₀, EM₃₆₅）也显示出中等遗传力（0.15-0.31）。而开产日龄（AFE）、蛋壳厚度、蛋清重%、蛋黄重%和蛋黄指数等性状的遗传力较低（0.09-0.11）。

在SHEN₉₀品系中，观察到EN₉₀、EM₉₀、EM₃₆₅、血清胆固醇、血清甘油三酯和蛋黄胆固醇均出现了显著且有利的遗传增益。在SHEW₉₀品系中，EW₉₀、EM₉₀、EM₃₆₅和蛋清重%出现了显著的正向遗传增益，同时血清甘油三酯出现显著下降。两个品系在蛋壳性状和部分内部品质参数上的遗传增益虽有利但未达显著水平。研究还揭示了蛋数与蛋重之间的拮抗关系。

遗传和表型相关

遗传相关分析揭示了重要的生物学关系。EN₉₀与开产日龄（AFE）呈强负遗传相关（-0.61），与蛋重性状（EM₉₀, EM₃₆₅）和年产蛋量（EN₃₆₅）呈强正相关（0.66-0.78），证实了早期产蛋数是长期生产力的可靠预测指标。EW₉₀与AFE呈正相关，与EN₃₆₅呈负相关，再次印证了蛋重与蛋数之间的拮抗关系。EN₉₀与血清甘油三酯和胆固醇呈中等正遗传相关，而EW₉₀与血清钙和蛋黄胆固醇呈正相关。选择标准与蛋品质性状之间的相关性普遍较弱。

研究结论与意义

本研究通过四代选育实验，有力地证明了基于产蛋初期（90天）部分记录的选择策略在埃及地方蛋鸡品种Dokki-4中的有效性。该策略不仅能够显著提高目标性状（早期蛋数或蛋重），还能引发一系列有益的 correlated responses（相关反应）。选择高蛋数（SHEN₉₀）不仅能提高年产蛋量和蛋重，还伴随着血清和蛋黄中胆固醇和甘油三酯水平的有利降低，提示选育可能改善了脂质代谢效率。选择重蛋重（SHEW₉₀）则显著提升了蛋重、蛋清比例和蛋壳质量。

研究估计的遗传参数为制定科学的育种计划奠定了基础。中等遗传力的存在表明这些性状对选择有良好的反应潜力。强烈的遗传相关性，特别是EN₉₀与全年生产性能之间的正相关，支持了部分记录选择作为全期记录替代方案的可行性，可以显著降低成本和时间。同时，蛋数与蛋重之间存在的负遗传相关性警示，在育种实践中需要采用多性状选择指数或平衡选择策略来协调这些拮抗性状，避免顾此失彼。

更重要的是，本研究将遗传选择的效果延伸至生理代谢层面，揭示了遗传改良对蛋鸡内在健康状态的潜在影响。选育品系，特别是SHEN₉₀品系，表现出的更优的代谢谱（更低的血脂），表明在高产的同时维持甚至改善了代谢健康是可能的，这符合动物福利和可持续畜牧业发展的要求。

综上所述，这项研究为地方鸡种的遗传改良提供了一种经济高效的育种策略——部分记录选择。它不仅加速了遗传进展，还深入揭示了选择对生产性能、蛋品质和生理代谢的多方面影响。研究结果对在资源有限的环境下（如小规模养殖）实施蛋鸡育种计划具有重要的指导意义，为实现鸡蛋生产的可持续集约化提供了宝贵的遗传学和生理学见解。该研究成果发表于《Scientific Reports》，为全球范围内地方禽类遗传资源的利用和改良贡献了重要的科学证据。