全基因组分析揭示鸡产蛋效率的复杂遗传机制：CNNM2基因的双重调控作用

研究人员针对鸡产蛋效率的遗传调控机制开展全基因组关联研究(GWAS)，通过分析39个产蛋效率相关性状，发现基于单倍型的分析方法能更有效捕捉多基因架构，鉴定出镁转运基因CNNM2在产蛋上升期和持续期对产量变异具有双重调控作用，为家禽育种提供了新靶点。

　　

鸡蛋作为人类重要的蛋白质来源，其生产效率直接关系到全球粮食安全。然而，传统育种主要关注产蛋数、开产日龄等单一性状，忽视了产蛋曲线的动态变化特征。现代高产蛋鸡在产蛋上升期（21-26周龄）和持续期（27-43周龄）表现出截然不同的生物学特性，这种阶段特异性调控的遗传机制尚不明确。更棘手的是，产蛋性状具有典型的多基因遗传特征，常规数量性状位点(QTL)定位难以全面解析其复杂调控网络。

中国农业大学生物学院国家动物生物技术育种重点实验室的研究团队在《Journal of Animal Science and Biotechnology》发表创新成果。研究人员通过对888只固始鸡进行全基因组测序（平均深度5.5×），结合随机森林算法填补缺失的产蛋记录数据，创新性地将产蛋周期划分为上升期、持续期和全期三个阶段，并衍生出39个表征产蛋效率和稳定性的新性状。研究采用Yang-Ning模型拟合产蛋曲线（BIC=-160.423），发现单倍型关联分析(HGWAS)比传统SNP-GWAS能解释更多表型变异（如上升期有效集群强度up-ECI的遗传力从11.2%提升至38.7%）。通过整合群体遗传学统计量Singleton Density Score(SDS)分析，首次揭示产蛋变异性状在上升期经历正选择而在持续期经历负选择的进化悖论。

关键技术包括：1）基于全基因组测序的基因型填补（BaseVar-STITCH流程）；2）多阶段性状建模（Wood模型、区室模型和Yang-Ning模型）；3）单倍型基因组关系矩阵(HGRM)构建；4）典型相关分析(CCA)多性状联合检测；5）跨群体单倍型频率追踪（39个中国地方鸡种）。

主要研究发现：

1. 性状建模与遗传架构

   Yang-Ning模型最优拟合产蛋曲线（参数a=0.837，b=0.015，c=1.182，d=2.621），据此划分的上升期和持续期性状呈现显著遗传异质性。单倍型分析揭示up-ECI性状受262个显著区块调控，包含140个增效单倍型(BHA)和86个减效单倍型(UHA)。

1. 多基因选择特征

   tSDS分析显示上升期产蛋变异(EV)性状与选择压力呈正相关（r=0.602），而持续期呈负相关。单倍型等位基因"AGGGA"（GGA5:46.7Mb）虽频率仅0.1%，但效应值达5.788，在红原鸡中保留度高，提示人工选择导致稀有有利等位基因流失。

2. CNNM2基因的双重调控

   CCA-GWAS鉴定出镁转运基因CNNM2在GGA6上存在阶段特异性关联：内含子1的rs734813104基因型CC使上升期EV增加0.94（P=0.01），而内含子2/4的SNPs则降低持续期EV。该基因在下丘脑组织中高表达，高产群体表达量显著降低（P<0.05），可能通过镁离子稳态影响神经内分泌调控。

1. 生物学网络构建

   GeneMANIA分析显示CNNM2与LEPR（瘦素受体）、ITGB1（整合素β1）等生殖相关基因互作，共同参与H