解析乌骨鸡 Fm 位点基因组结构：解锁家禽遗传密码，助力生物学进化研究

《Communications Biology》：Reply to: The genomic structure of complex chromosomal rearrangement at the Fm locus in black-bone Silkie chicken

为解决乌骨鸡纤维黑素沉着（Fm）性状复杂基因组变异及相关基因的问题，中国农业大学研究人员开展对乌骨鸡 Fm 位点基因组结构的研究，通过多种方法证实研究结果正确，为生物进化研究提供了重要依据。

　　乌骨鸡，因独特的外观和潜在的营养价值，一直以来备受关注。其身上的纤维黑素沉着（Fm）性状，更是引发了科学界的浓厚兴趣。然而，长期以来，Fm 位点复杂的基因组结构如同神秘的 “黑匣子”，阻碍着人们对这一性状遗传机制的深入理解。这不仅限制了家禽遗传育种领域的发展，也让生物进化研究在相关方面的探索举步维艰。为了打破这一困境，中国农业大学的研究人员踏上了探索乌骨鸡 Fm 位点基因组结构的征程。

他们通过构建乌骨鸡（CAU_Silkie）基因组，利用复合方法对其进行深入剖析。研究结果成功解析了 Fm 性状的复杂基因组变异，还识别出大量与鸟类代谢、免疫和繁殖相关的重要基因，为生物进化研究提供了宝贵的数据和见解。该研究成果发表在《Communications Biology》杂志上，引起了广泛关注。

在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：一是使用 Minimap2 和 Samtools 进行 reads 映射，用于深度计算和杂合子验证；二是利用在线版本的 LINKVIEW2、Bandage 和 IGV 分别对 reads 和 contigs 比对、String Graph 以及剪切 reads 进行可视化；三是借助 mosdepth 进行深度计算。这些技术方法相互配合，为研究的顺利开展提供了有力支持。

研究结果主要包括以下几个方面：

1. 结构变异的多证据支持：Fm 位点的结构变异涉及基因组重复和倒位。野生型（(?N)）和突变型（(?Fm1?)）结构均得到连续长 ONT reads 支持，计算出的基因组覆盖度表明该位点结构受长读长支持，在关键节点单读长可证明组件连接。此外，String Graph 和单倍型组装的 contigs 进一步证实结果，IGV 可视化也显示?Fm1?正确1。
2. 对他人质疑的回应：针对 Nagarjun 等人对研究结果的质疑，研究人员进行了有力反驳。Nagarjun 等人质疑?Fm1?连接顺序缺乏读长支持，但研究人员的结果表明该位点连接顺序得到 ONT reads 和 HiFi reads 的有力支持，且各重复连接覆盖度与全基因组平均覆盖度相近。同时，Nagarjun 等人使用的 Haplotype Defining Positions（HDP）方法存在缺陷，应用于杂合子个体时不准确，导致 SNP 定位错误，其结果中部分碱基对也存在错误23。
3. 对 GRCg6a 中 Fm 位点的评估：仅依靠平铺路径不足以验证 GRCg6a 中 Fm 位点用于定相的可靠性。研究人员通过将野生型非乌骨鸡的超长读长（UL）和 HiFi reads 与参考基因组比对发现，GRCg6a 中 Fm 位点存在断点零深度窗口，表明其结构存在问题45。
4. 基因组组装步骤的说明：研究人员解释了基因组组装包含预组装读长校正和后组装抛光步骤。在抛光过程中，ONT reads 和最终组装可能存在某些碱基不一致的情况，这也回应了他人对碱基与参考序列不匹配的质疑6。

研究结论表明，研究人员成功解析了乌骨鸡 Fm 位点的基因组结构，证实了研究结果的准确性和可靠性。这一研究成果对于深入理解乌骨鸡的遗传特性具有重要意义，不仅为家禽遗传育种提供了理论基础，也为生物进化研究提供了新的视角和数据支持。同时，该研究还揭示了其他研究方法存在的问题，为后续相关研究提供了参考和借鉴。未来，有望基于这些研究成果，进一步挖掘乌骨鸡的遗传潜力，推动家禽产业的发展，同时也为生物进化领域的研究开辟新的道路。