沐川乌骨黑鸡黑羽和白羽形成过程中的转录组分析

摘要

羽毛作为禽类皮肤的衍生物在保温、飞行以及保护皮肤等方面发挥着重要作用.羽色是由多基因控制的质量性状,因性别、地理区域或品种差异禽类羽色呈现不同表型.羽色包括以黑色素、类胡萝卜素以及结构性颜色为基础的三种不同类型,羽色的差异主要受色素的沉积量、分布和不同色素比例的影响.黑色素是由黑色素细胞合成并以颗粒的形式沉积于不同组织器官，大量研究表明黑色素生成受多基因控制。本研究采用转录组测序分析在沐川乌骨黑鸡白羽和黑羽发现了61个差异表达基因，其中包括了4个Homeobox基因（HOXB9、HOXC8、HOXA9 和HOXC 9）。Homeobox 基因编码转录因子在细胞凋亡、分化、迁移以及信号转导等方面均发挥着重要作用。已有研究表明Homeobox 基因（HOXB9和HOXC8）参与了毛发或羽毛的生成，推测Homeobox 基因可能与羽毛黑色素的生成和沉积密切相关。另外，2个差异表达基因CHAC1和GPX3参与谷胱甘肽代谢，相关研究已表明谷胱甘肽的水平与人类或其他哺乳动物皮肤黑色素沉积密切相关。对差异基因进行KEGG 富集分析发现了TGF-β和ascorbate and aldaratemetabolism两个信号通路，信号通路中相关基因（BMP5、PITX2和RGN）同样在黑色素生成调控中发挥着作用。本研究通过RNA-seq研究白羽和黑羽形成机制，鉴定出差异表达基因，并进行功能分析，发现了可能与羽毛黑色素生成相关的基因，为进一步探索羽毛黑色素生成分子调控机制提供新的途径。