北京烤鸭的基因组有什么特征？中国科学家解析北京鸭特点

公元前500年绿头鸭在中国中部的绿头鸭被驯化，后形成了各种不同的地方鸭品种。其中，北京鸭 (Pekin duck)就是几百年高强度人工选择的结果。北京鸭是世界著名家禽品种，其羽毛洁白，生长速度快，42天即可出栏上市，成年个体体态健硕，体重约3.5千克，相比野鸭或地方品种大2到3倍。凭借其杰出的生产性能，成为全球肉鸭行业的主导品种，更是驰名中外的北京烤鸭的原料。不过，研究人员此前并未发现与北京鸭白羽和生长速度快等优良性状相关的基因改变。

7月17日。来自中国农科院、西北农林科技大学的合作研究团队在Nature Communications杂志上发表了题为An intercross population study reveals genes associated with body size and plumage color in ducks的论文，发现了与北京鸭白羽和体型较大相关的基因突变，揭示了北京鸭经过几百年选择形成的一些性状的遗传基础。

为系统解析北京鸭在品种改良过程的基因组变异机制，研究人员采用远缘杂交方法，构建了大规模绿头野鸭与北京鸭的杂交后代群体，并启动了“千鸭X组”计划，运用多组学技术，对1026只杂交二代个体及其祖代亲本（40只绿头野鸭、30只北京鸭、12个不同品种的36只地方鸭）进行全基因组关联分析和表达数量性状基因座分析，最终成功定位了体格大小、羽色以及饲料转化率较高相关的两个关键经济性状的主效基因。研究人员发现，一种与白羽相关的名为MITF（microphthalmia-associated transcription factor ）的基因发生了突变，另外一个独立的突变可能造成了出生后IGF2BP1（insulin-like growth factor II mRNA-binding protein 1 ）基因的持续表达，以及最终的产肉量增加。

深入研究分析表明，杂交后代群体羽色分化由单个基因决定，完全符合孟德尔遗传定律。正是由于一个6.6 kb的大片段序列插入到MITF基因中，导致其负责黑色素合成的转录本被完全抑制表达，黑色素合成途径被关闭，从而形成了北京鸭洁白的羽毛。更重要的是，该研究鉴定出导致北京鸭体格变大的主效基因IGF2BP1，在相同饲养时间内，该突变型可以多增加15%的体重，同时饲料转化率提高6%。该基因原来是在胚胎期发挥促进生长作用，而北京鸭在被选育过程中，其远程增强子上产生了一个自然突变，致使该基因在北京鸭出壳后仍持续表达，饲料利用效率的提高致使其体格变大。

研究表明，IGF2BP1这一调控体格大小的通路和方式在各类畜禽中广泛存在，可将这一远程变异调控IGF2BP1持续表达的机制引入其它品种乃至其他畜禽，为进行其他畜禽品种改良提供了可能性。此项研究从方法论角度为系统解析动植物品种改良机制提供了经典范例，并为畜禽分子育种提供了理论基础。

值得一提的是，2013年中国农业大学、爱丁堡大学与华大基因组成的联合研究团队在Nature Genetics上发布了鸭基因组测序工程，并揭示其多项对禽流感产生免疫反应的遗传机制【1】。

据悉，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所周正奎副研究员、西北农林科技大学博士生李鸣、程红、北京畜牧兽医研究所博士生凡文磊、北京林业大学袁峥嵘副教授为共同第一作者，西北农林科技大学姜雨教授和北京畜牧兽医研究所侯水生研究员为共同通讯作者。

论文原文：An intercross population study reveals genes associated with body size and plumage color in ducks

参考文献：The duck genome and transcriptome provide insight into an avian influenza virus reservoir species