借助Affymetrix Axiom平台使用GWAS研究鸡攻击行为相关基因

研究背景

攻击行为是很多物种共有的进化属性，它可以帮助雄性物种快速建立生存空间或社会主导地位。然而可想而知，这种属性在禽类的饲养中是十分不利的。之前已有一些研究表明鸡的攻击行为可由遗传因素导致，并估计了遗传力大小约为0.57，说明群体中一半以上的攻击行为是由遗传导致的。研究人员试图使用GWAS方法来探究攻击行为背后的遗传因素，以期改善养殖效率和动物福利。本文是第一篇使用GWAS方法来研究鸡攻击行为的文章。

研究思路

研究结果

研究共使用了265只雄性家鸡，在出生第60天时开始测量攻击性状，共4个，分别为T1：在记录期间（16天）内打斗的次数；T2：每天打斗的次数（超过4次则被记录）；T3：打斗的天数；T4：超过4次打斗的天数。基因分型工作由上海伯豪完成，使用了Affymetrix Axiom平台的高密度芯片，型号为600K Affymetrix Axiom HD chicken genotyping array，共生成了599,898个SNP位点。经过质控后，保留468,020个SNP用于GWAS分析。结果共得到33个显著位点，涉及26个基因。

研究人员使用了Ingenuity Pathway Analysis（IPA）对26个相关基因进行代谢通路分析，根据基因互作网络进一步得到9个基因，其中SORCS2基因与多个基因互作，可能具有重要功能。在80个显著代谢通路中，“行为”相关通路排第26位。接下来，作者选择了SORCS2基因进行后续验证。

在IPA分析中，SORCS2基因与NGF, NGFR, L-dopa and dopamine四个基因相关，而NGF已在小鼠中被证明其表达量与攻击行为相关。于是，研究在鸡成纤维细胞系DF-1中敲降了SORCS2基因的表达量，观察到了NGF, NGFR, L-dopa基因的表达量也随之降低，其中NGF, L-dopa和多巴胺受体基因家族DRD1-DRD4显著下降，但NGFR下降量并不显著。此结果显示SORCS2基因可能会影响多巴胺通路的表达，从而影响到鸡的攻击行为程度。

最后，文章对比了攻击行为程度高的和低的鸡个体的SORCS2基因表达量，发现在攻击行为程度高的鸡个体中，SORCS2基因表达量显著高于攻击行为程度低的鸡个体。这个结果进一步说明了SORCS2基因可能在鸡攻击行为中扮演了重要的角色。

结论

研究使用了265只雄性家鸡，通过Affymetrix Axiom基因分型平台进行SNP分型，得到大量高密度SNP位点进行GWAS分析，最终得到33个候选位点。通过Ingenuity Pathway Analysis（IPA）代谢通路分析，将研究对象聚焦到少数几个基因上，并通过使用DF-1细胞系进行表达量验证，最终成功说明了SORCS2基因与鸡攻击行为之间的关系。

原文出处：

Li ZH, Zheng M, Abdalla A, et al. Genome-wide association study of aggressive behaviour in chicken. Scientific Reports, 2016.

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