基因组分析揭示脑-视网膜轴在调控鸡采食行为中的潜在作用

《Poultry Science》:Genomic analysis reveals potential involvement of the brain-retina axis in regulating chicken feeding behavior

【字体: 时间:2026年01月13日 来源:Poultry Science 4.2

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  本研究针对鸡采食行为遗传基础不清的问题,通过全基因组测序和高精度行为表型分析,揭示了其SNP遗传力为0.30-0.69,并鉴定出与时间/采食量相关性状显著关联的7个SNPs和3个SVs。功能注释发现SMARCC1、SLC15A2等候选基因在神经相关组织(尤其是视网膜)高表达,首次提出“脑-视网膜轴”可能通过整合视觉识别与饱腹信号调控采食行为,为家禽精准育种提供新靶点。

  
在现代化家禽养殖中,饲料成本占总成本的60%-70%,如何提高饲料利用效率一直是产业核心难题。传统育种指标如饲料转化率(FCR)和剩余采食量(RFI)虽能反映整体饲料利用情况,却无法捕捉个体精细的采食行为特征——例如鸡只是“少食多餐”还是“暴饮暴食”,这些行为模式直接影响动物的生长性能、健康状态和环境适应性。尤其在热带地区,耐热性强的鸡往往表现出“低频率、高单次采食量”的习性,但这类行为的遗传调控机制始终成谜。
为揭开这一黑箱,中国农业大学三亚研究院的研究团队在《Poultry Science》发表最新成果,他们以205只慢速型黄羽肉鸡为模型,结合全基因组测序和自动化喂料系统记录的高分辨率行为数据,首次从基因组层面系统解析了采食行为的遗传架构,并意外发现“脑-视网膜轴”可能在调控采食行为中扮演关键角色。
关键技术方法
研究团队采用自动化电子饲喂系统连续21天记录个体采食事件,获取6项采食行为指标(如日均采食量ADFI、单次采食时长FDV等)。对全血样本进行深度≥10×的全基因组测序,经质控后获得380万SNPs、133万Indels和1.3万结构变异(SVs)。利用GEMMA软件进行基因组关联分析(GWAS),采用GCTA估计SNP遗传力,并通过ChickenGTEx数据库分析候选基因表达谱。
遗传力与相关性分析揭示行为调控潜力
数据显示,采食行为性状具有中高等遗传力(0.30-0.69),其中单次采食量(FIV)和采食速率(FR)遗传力最高(0.69和0.63),表明这些性状受强遗传控制。表型与遗传相关分析发现,日均采食时长(FDD)和单次采食时长(FDV)与剩余采食量(RFI)呈显著正相关,提示长时间“磨蹭”采食的个体饲料效率较低。而采食速率(FR)与RFI负相关,说明吃得快的鸡可能更节能——这一发现为选育高饲料效率品种提供了新思路。
基因组关联分析锁定神经相关候选基因
GWAS共鉴定出7个显著SNPs和3个SVs,主要关联时间相关性状(FDV、FDD)和单次采食量(FIV)。这些变异邻近或位于7个候选基因:SMARCC1(染色质重塑)、SLC15A2(神经肽转运)、ARHGAP39(Rho GTP酶激活)、SEMA5B(视网膜层状结构形成)、MAPK15(应激响应)、HSPBAP1(热休克蛋白结合)和LRIG1(神经干细胞标记)。尤为关键的是,这些基因在视网膜、下丘脑、垂体等神经组织中高表达,且多数变异位于增强子区域,提示其可能通过调控神经通路影响行为。
脑-视网膜轴:视觉与食欲的跨界对话
研究首次提出“脑-视网膜轴”可能整合视觉信号与摄食调控。鸡作为地栖鸟类,高度依赖视觉觅食,视网膜不仅接收光信号,其与大脑的神经连接可能参与食欲调节。例如,SEMA5B已知可调节视网膜神经节细胞轴突生长,SMARCC1参与视网膜发育,而SLC15A2负责血脑屏障的神经肽运输。这些基因协同工作,可能将“看到食物”的视觉信号转化为“决定吃多少”的神经指令。
研究结论与展望
该研究不仅证实了采食行为在鸡中的可遗传性,还通过多组学数据揭示了脑-视网膜轴在调控采食行为中的潜在作用。候选基因如SMARCC1SLC15A2等为分子育种提供了新靶点,未来通过选育采食效率高的品种,可降低养殖成本并改善动物福利。尽管视网膜参与采食调控的直接证据仍需验证,但这一发现为理解鸟类摄食行为的进化与调控机制开辟了新视角。
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