宁乡猪有了“身份证”

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宁乡猪有了“身份证”

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近日,湖南农业大学动物科学技术学院教授马海明在《分子生态学资源》杂志上发表了研究论文,该论文中绘制了宁乡猪高精度基因组图谱,揭示了宁乡猪基因组内丰富的遗传变异和肉质优异性状的遗传基础。这意味着有上千年饲养历史的中国四大名猪之一的宁乡猪,终于有了“身份证”!

溯源:
解开宁乡猪好吃的“密码”

宁乡猪产于湖南省宁乡市流沙河镇草冲村一带,以肉质鲜嫩、风味独特和不饱和脂肪酸含量高而著称。宁乡猪产业是宁乡市经济发展的主导产业之一,宁乡花猪年出栏量32万头,产值达35亿元。

“宁乡花猪很好吃,产业发展也越来越好,但大家不知道宁乡猪到底好在哪里。”马海明表示,要搞懂这个问题,只能从研究其基因入手。

马海明介绍,在此之前,宁乡猪一直没有属于自己的基因组图谱,而是借用一个外来品种的基因图谱,但两者的基因差异很大,在一定程度上制约了宁乡猪产业的发展。

研究表明,比起欧洲猪种,中国地方猪种的基因更具有多样性,而中外猪种在脂肪沉积和脂肪酸含量方面存在着显著差异。为此,该项研究还额外采回8个中国地方猪种的耳样进行了重测序。

“采样过程充满艰辛,很多地方猪种存量很少,农户不愿意让团队采样。”马海明介绍,团队先后到河南、重庆、广西和云南四地进行采样,花了近半年时间。

有了采样基础,团队采用单分子实时测序、空间三维基因组学等技术,对宁乡猪的遗传基因组进行了分析,组装了高精度的宁乡猪基因组,注释了20912个蛋白编码基因和34.04%的重复序列,筛选出了显著影响宁乡猪肉质的相关基因。

“这意味着我们摸清了宁乡猪的主要遗传特性,掌握了宁乡猪高精度的基因组图谱,获得了解开宁乡花猪好吃的‘密码’。”马海明说,此前业界做过针对地方猪繁殖性状的基因组图谱,而此次获得的图谱主要是针对肉质,其基因分辨率要高于此前的研究。

湖南省生猪产业体系岗位专家、湖南农业大学动物科学技术学院教授贺建华表示,现在市面上很多餐饮企业都使用宁乡花猪肉,但这些猪肉的真假难以鉴别。下一步,团队将在完成基因组图谱的基础上,开发出宁乡猪肉鉴别试剂盒,让普通民众能简单、快速地鉴别宁乡花猪肉的真假。

发现:
不同日龄段宁乡猪基因有差异

动物出生后,肌肉的生长发育主要表现为肌细胞生长与肥大,肌纤维数量却很少发生变化。目前,猪肉是人类获得动物性蛋白的主要来源。猪肉品质的高低主要是通过猪背最长肌来判断。

在猪背最长肌的4个发育阶段,研究团队通过对6个组两两比较总共鉴定了7641个mRNA差异和510个lncRNA差异。在DEmRNA中,30日龄与90日龄中的mRNA差异数量最少,90日龄与210日龄之间的mRNA差异数量最多;在DElncRNA中,30日龄与90日龄lncRNA差异数量最少,30日龄与210日龄lncRNA差异数量最多。

为更好地研究宁乡猪肌肉在发育过程中差异基因的潜在功能,团队以30日龄为参照,构建了90日龄、150日龄、210日龄3个封闭组。

“我们通过使用最新的三代测序技术,首次获得了宁乡猪的全基因组图谱;通过三代全基因组数据注释了宁乡猪转录基因和lncRNA信息,首次利用全转录组学研究方法,利用二代测序平台分析了宁乡猪背最长肌组织、背部皮下脂肪组织以及肝脏组织,以此研究宁乡猪在不同发育阶段与脂质代谢相关的基因对发育的调控。”马海明表示。

攻坚:
掌握宁乡猪肉质变化规律

“基因组图谱绘制完成,也意味着人类更进一步认识了延续千年的宁乡花猪,这是一个历史突破。”湖南省养猪协会副会长、宁乡花猪产业发展协会会长李述初说。

李述初表示,传统育种方式至少要花8~10年,这一研究成果不仅可让育种时间缩短一半,还能很好地指导宁乡猪新品种种质资源创新研究工作,进一步挖掘其优异基因,育出肉质更佳、经济效益更高的猪种。

“目前我们研究得仍不够,比如,在此次转录组测序研究中,仍然存在少量的mRNA没有功能注释的问题,需要确定这些mRNA的功能。”马海明说,他们团队未来将通过深入研究,逐步掌握宁乡猪在不同生长阶段肉质的变化规律。

马海明表示,目前红色原鸡、山羊以及一些水产物种的基因组研究在我国已陆续开展,随着越来越多的科研工作者参与农业动物基因组学研究,未来他们将绘制更多的农业动物基因组图谱。这不仅会促进相关农业产业更高效发展,还会帮助人类更深入地了解、认识这些物种的生长发育规律。

(王昊昊)

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