《Poultry Science》：Shell gland RNA-seq Reveals Key Genes Regulating Eggshell Quality and Potential Links between Eggshell Quality and Hatchability across Different Laying Stages
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本研究针对种鸡生产效率关键指标——孵化蛋质量与孵化率，通过监测海兰褐蛋鸡23-73周龄蛋壳质量与孵化性能，发现蛋壳强度、厚度等指标与受精蛋孵化率(HOF)呈显著正相关。研究人员采用蛋壳腺转录组测序技术，鉴定出ATP2C2、CA9、WNT4等关键基因，这些基因富集于钙信号、碳酸氢盐代谢等通路，为解析蛋壳厚度调控机制提供了新靶点。该研究为通过遗传改良提升蛋壳质量和孵化性能奠定了理论基础。
在现代化家禽养殖业中，孵化蛋的质量直接关系到种鸡场的经济效益。令人困扰的是，蛋壳质量会随着母鸡周龄增长呈现明显波动——产蛋初期蛋壳脆弱易损，产蛋高峰期质量最佳，而到了产蛋后期又会出现厚度下降、强度减弱的问题。这种质量变化不仅导致运输过程中约11%的破损率，更直接影响胚胎发育环境的稳定性，最终制约孵化成功率。为了破解蛋壳质量与孵化性能之间的内在关联，河南农业大学的科研团队在《Poultry Science》上发表了创新性研究成果。
研究团队对海兰褐种鸡开展了长达50周的系统监测，从23周龄至73周龄期间，定期检测蛋壳物理指标和孵化性能。结果发现受精蛋孵化率(HOF)和入孵蛋孵化率(HOS)均呈现先升后降的趋势：产蛋中期(31-49周)达到峰值(92.75%)，而产蛋后期(62-73周)显著降低至86.93%。更引人注目的是，通过典范相关分析揭示蛋重、赤道部蛋壳厚度和锐端蛋壳厚度与受精蛋孵化率存在极显著相关性(r=0.987, P=0.013)。
为深入探究蛋壳质量变化的分子机制，研究人员采用蛋壳腺RNA测序技术，结合短时序表达挖掘(STEM)分析方法，成功筛选出162个与蛋壳厚度密切相关的关键基因。这些基因主要富集在钙信号通路、碳酸氢盐代谢、囊泡运输等生物矿化核心过程。
关键技术方法包括：1)对23-73周龄海兰褐种鸡进行蛋壳质量指标(蛋重、蛋壳强度、厚度等)系统测定；2)扫描电镜分析蛋壳微观结构(乳突层宽度、有效层厚度等)；3)蛋壳腺组织转录组测序；4)短时序表达挖掘(STEM)筛选时序表达基因；5)实时定量PCR(qPCR)验证测序结果。
孵化指标变化规律
通过分析超过40万枚孵化蛋的数据，发现产蛋初期(23-30周)受精蛋率(FER)较低(90.82%)，产蛋中期稳定在95%以上。死胚率(DISR)在产蛋后期显著升高至5.23%，表明老龄母鸡的胚胎发育环境恶化。
蛋壳质量动态特征
蛋壳强度在50周龄达到峰值(51.26 N)，72周龄降至43.78 N。蛋壳厚度在50周龄最厚(0.36 mm)，后期下降至0.33 mm。扫描电镜显示产蛋后期乳突结构异常增多，有效层比率(ELR)从79.61%降至75.04%，这解释了蛋壳质量下降的结构基础。
关键基因调控网络
研究发现ATP2C基因通过激活储存操作性钙通道(SOCC)促进钙离子转运；CA9(碳酸酐酶9)加速碳酸氢根生成；CDC20B调控纤毛发生，影响子宫液流动；WNT4和WNT7A参与腺体发育和上皮功能维持。这些基因在产蛋高峰期表达上调，共同构成蛋壳生物矿化的精细调控网络。
研究结论表明，蛋重、赤道部和锐端蛋壳厚度是影响孵化性能的关键指标，而ATP2C2、CA9、CDC20B、WNT4、WNT7A和CACNB3等基因通过调控钙信号转导、离子运输和基质分泌等过程，共同决定蛋壳质量的形成。这项研究不仅阐明了蛋壳质量与孵化率的内在联系，更为遗传改良提供了具体的分子靶标，对提升家禽育种效率具有重要指导意义。
讨论部分进一步指出，产蛋后期蛋壳质量下降与子宫功能退化密切相关。钙代谢能力减弱、蛋白质合成不足以及Wnt信号通路失调，共同导致生物矿化效率降低。该研究首次系统揭示了不同产蛋阶段蛋壳质量变化的转录调控基础，为开发改善老龄母鸡蛋壳品质的营养干预和育种策略提供了理论依据。
