近日，中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所在家雞矮小化研究中獲得系列進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在進(jìn)化生物學(xué)領(lǐng)域雜志Molecular Biology and Evolution上。

人類的馴化和選育使得家雞成為表型多樣性最為豐富的動(dòng)物之一。在體型大小方面，大型肉雞或斗雞（>5 kg）和小型觀賞雞（~0.5 kg）可達(dá)到10倍以上的懸殊差異。作為重要的經(jīng)濟(jì)性狀，家雞的體型一直受到育種工作者的長(zhǎng)期關(guān)注。其中，家雞的矮小化（dwarfism）在蛋雞和觀賞雞選育中至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)關(guān)于家雞體型的研究難以精確鎖定關(guān)鍵基因，家雞體型大小的遺傳學(xué)機(jī)制尚不清楚。

針對(duì)家雞的矮小化現(xiàn)象，昆明動(dòng)物所研究人員嘗試采用基于高通量測(cè)序技術(shù)的群體基因組學(xué)分析方法，對(duì)我國(guó)著名矮小化觀賞雞——元寶雞展開(kāi)研究。相關(guān)結(jié)果顯示，BMP10基因在元寶雞受強(qiáng)烈的人工選擇作用，其上游啟動(dòng)子區(qū)域的突變導(dǎo)致其在元寶雞心臟中表達(dá)上調(diào)，是導(dǎo)致其矮小化的重要原因。該基因可以解釋元寶雞22.41%的體型變異。相關(guān)工作也表明，運(yùn)用群體基因組分析有望在較小的群體樣本水平發(fā)掘家雞復(fù)雜性狀的主效基因。

有意思的是，矮小化的家雞品系眾多，其遺傳機(jī)制是否相同？針對(duì)這一問(wèn)題，研究人員進(jìn)一步選取了世界上體型最小的雞——塞拉瑪（Serama）和我國(guó)云南著名的小型雞——大圍山微型雞開(kāi)展了群體基因組學(xué)研究。群體遺傳結(jié)構(gòu)分析揭示，元寶雞、塞拉瑪和大圍山微型雞有著獨(dú)立的遺傳組分。群體歷史分析顯示，元寶雞和塞拉瑪在選育過(guò)程中經(jīng)歷了強(qiáng)烈的瓶頸效應(yīng)。選擇信號(hào)和模擬計(jì)算分析鎖定IGF1和POU1F1是決定塞拉瑪矮小化的重要基因。相關(guān)基因均在生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)通路中發(fā)揮重要的作用。這種選擇信號(hào)組合的模式提示“雜種優(yōu)勢(shì)”效應(yīng)是導(dǎo)致塞拉瑪成為世界上體型最小雞種的重要原因。對(duì)三個(gè)矮小化雞種的比較分析顯示，它們矮小化的遺傳機(jī)制并不相同，很可能是多次獨(dú)立選育的結(jié)果。相關(guān)結(jié)果也為今后的家雞育種工作提供重要的靶點(diǎn)和參考。

昆明動(dòng)物所副研究員王明山、博士研究生Newton O. Otecko，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)博士研究生王勝以及昆明動(dòng)物所研究員吳東東為共同第一作者，中科院院士、昆明動(dòng)物所研究員張亞平和副研究員彭旻晟為共同通訊作者。

該研究得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、973項(xiàng)目和中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的支持。