借助Affymetrix Axiom平臺(tái)使用GWAS研究雞攻擊行為相關(guān)基因

研究背景

    攻擊行為是很多物種共有的進(jìn)化屬性，它可以幫助雄性物種快速建立生存空間或社會(huì)主導(dǎo)地位。然而可想而知，這種屬性在禽類的飼養(yǎng)中是十分不利的。之前已有一些研究表明雞的攻擊行為可由遺傳因素導(dǎo)致，并估計(jì)了遺傳力大小約為0.57，說明群體中一半以上的攻擊行為是由遺傳導(dǎo)致的。研究人員試圖使用GWAS方法來探究攻擊行為背后的遺傳因素，以期改善養(yǎng)殖效率和動(dòng)物福利。本文是第一篇使用GWAS方法來研究雞攻擊行為的文章。

研究思路

研究結(jié)果

研究共使用了265只雄性家雞，在出生第60天時(shí)開始測(cè)量攻擊性狀，共4個(gè)，分別為T1：在記錄期間（16天）內(nèi)打斗的次數(shù)；T2：每天打斗的次數(shù)（超過4次則被記錄）；T3：打斗的天數(shù)；T4：超過4次打斗的天數(shù)。基因分型工作由上海伯豪完成，使用了Affymetrix Axiom平臺(tái)的高密度芯片，型號(hào)為600K Affymetrix Axiom HD chicken genotyping array，共生成了599,898個(gè)SNP位點(diǎn)。經(jīng)過質(zhì)控后，保留468,020個(gè)SNP用于GWAS分析。結(jié)果共得到33個(gè)顯著位點(diǎn)，涉及26個(gè)基因。

研究人員使用了Ingenuity Pathway Analysis（IPA）對(duì)26個(gè)相關(guān)基因進(jìn)行代謝通路分析，根據(jù)基因互作網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步得到9個(gè)基因，其中SORCS2基因與多個(gè)基因互作，可能具有重要功能。在80個(gè)顯著代謝通路中，“行為”相關(guān)通路排第26位。接下來，作者選擇了SORCS2基因進(jìn)行后續(xù)驗(yàn)證。

在IPA分析中，SORCS2基因與NGF, NGFR, L-dopa and dopamine四個(gè)基因相關(guān)，而NGF已在小鼠中被證明其表達(dá)量與攻擊行為相關(guān)。于是，研究在雞成纖維細(xì)胞系DF-1中敲降了SORCS2基因的表達(dá)量，觀察到了NGF, NGFR, L-dopa基因的表達(dá)量也隨之降低，其中NGF, L-dopa和多巴胺受體基因家族DRD1-DRD4顯著下降，但NGFR下降量并不顯著。此結(jié)果顯示SORCS2基因可能會(huì)影響多巴胺通路的表達(dá)，從而影響到雞的攻擊行為程度。

最后，文章對(duì)比了攻擊行為程度高的和低的雞個(gè)體的SORCS2基因表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)在攻擊行為程度高的雞個(gè)體中，SORCS2基因表達(dá)量顯著高于攻擊行為程度低的雞個(gè)體。這個(gè)結(jié)果進(jìn)一步說明了SORCS2基因可能在雞攻擊行為中扮演了重要的角色。
 

結(jié)論

研究使用了265只雄性家雞，通過Affymetrix Axiom基因分型平臺(tái)進(jìn)行SNP分型，得到大量高密度SNP位點(diǎn)進(jìn)行GWAS分析，最終得到33個(gè)候選位點(diǎn)。通過Ingenuity Pathway Analysis（IPA）代謝通路分析，將研究對(duì)象聚焦到少數(shù)幾個(gè)基因上，并通過使用DF-1細(xì)胞系進(jìn)行表達(dá)量驗(yàn)證，最終成功說明了SORCS2基因與雞攻擊行為之間的關(guān)系。

原文出處：

Li ZH, Zheng M, Abdalla A, et al. Genome-wide association study of aggressive behaviour in chicken. Scientific Reports, 2016.

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