Adv Sci丨解析白羽肉鸡抗病性状遗传基础及分子调控网络

白羽肉鸡是我国主要的畜禽品种之一，也是动物源食品生产的重要支撑。经过长期高强度的遗传选育，其生长速度和生产性能已显著提升。然而，过快的生长速率使机体代谢系统长期处于高负荷状态，易导致代谢功能不足或紊乱。机体发育速度与代谢能力之间的严重失衡，逐渐成为了白羽肉鸡多种健康问题的根源，使鸡群对环境应激更加敏感、抗病力下降，最终引起死亡率上升。这一问题不仅制约了我国白羽肉鸡产业的可持续发展，也影响了国产品种的国际竞争力。而制约这一关键矛盾解决的核心瓶颈在于，机体动态代谢过程中代谢物变化与抗病力差异之间的关系尚不明晰，抗病性状的遗传基础仍有待系统深入的解析。

近日，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所鸡遗传育种创新团队在白羽肉鸡抗病性状遗传基础及分子调控网络解析中取得进展。该研究成果以Integrative Omics Defines Metabolic Biomarkers and Genetic Regulatory Mechanisms of Mortality Risk为题在线发表于Advanced Science上。

本研究以白羽肉鸡高、低死亡率分离群体为研究对象，以代谢组学为切入点，整合多组学数据，系统筛选与死亡风险相关的标志性代谢物，定位其数量性状位点并解析遗传调控机制，从而建立从遗传变异到代谢失衡直至死亡结局的因果链条。研究发现，高死亡率群体表现出显著的炎症水平升高与生长性能抑制，印证了免疫防御与生长发育之间的生理权衡。通过mGWAS分析，鉴定出多个代谢物相关的数量性状位点，并发现其显著富集于肝脏特异性调控区域。进一步的方差分解与模型比较显示，核心遗传位点主要构成代谢的基础框架，而死亡风险相关的生理状态才是驱动代谢组重塑的主导力量。这一结果阐释了“代谢渠化”的生物学内涵：代谢网络不仅能缓冲遗传变异所带来的扰动，还可在强烈的生理应激下实现稳健且定向的适应性重构。在此基础上，研究通过WGCNA与LASSO回归确定了16种与死亡风险密切相关的标志性代谢物（包括丁酸和L-半胱氨酸等）。跨物种比较进一步揭示了这些死亡风险相关标志性代谢物在鸡与人类之间较高的功能保守性，以鸡源死亡风险相关代谢物构建的死亡风险模型在人群中依然表现出良好的预测性能。与此同时，研究发现免疫相关代谢物加入鸡模型中可提升判别能力，在人类模型中却导致效能下降，揭示了免疫-代谢耦合关系在急性死亡与慢性衰老背景下的物种差异。反向验证进一步发现，人类急性器官衰竭相关的代谢标志物在预测鸡死亡风险时表现优异，说明肉鸡的死亡进程在代谢特征上与人类急性病理过程高度相似。最后，通过精细定位、孟德尔随机化及功能实验验证，明确了丁酸盐介导的微生物群—宿主互作机制以及L-半胱氨酸在抗氧化防御与细胞应激调控中的双重角色。整体而言，本研究不仅揭示了死亡风险相关代谢通路的遗传基础与生理调控机制，还在跨物种层面上阐明了代谢网络对生命终末事件的保守性与特异性，为理解不同物种间的代谢稳态失衡与死亡机制提供了新的理论框架。

北京畜牧兽医研究所为论文的第一完成单位。北京畜牧兽医研究所鸡遗传育种创新团队博士研究生刘沛昊和助理研究员安炳星为共同第一作者。北京畜牧兽医研究所鸡遗传育种创新团队首席赵桂苹研究员与丹麦奥胡斯大学房灵昭博士为该论文的共同通讯作者。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202514464

制版人：十一

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