近日，南京農業(yè)大學動物科技學院/江蘇省家畜胚胎工程研究中心肉羊創(chuàng)新團隊張艷麗教授課題組聯(lián)合國內外多家單位在國際著名期刊《基因組蛋白質組與生物信息學報Genomics, Proteomics & Bioinformatics》（IF:11.5）在線發(fā)表了題為“A Developmental Gene Expression Atlas Reveals Novel Biological Basis of Complex Phenotypes in Sheep”的原創(chuàng)性研究成果。該研究構建了迄今為止最大規(guī)模的綿羊多組織發(fā)育基因表達圖譜，為綿羊精準育種和功能基因組學研究提供了重要資源。

綿羊作為重要的經(jīng)濟動物，其復雜經(jīng)濟性狀（如羊產品品質、生長速度和繁殖性能）的遺傳機制仍未完全解析，這在一定程度上限制了遺傳改良和精準育種的效率。雖然全基因組關聯(lián)研究（Genome-Wide Association Studies，GWAS）已鑒定出眾多與這些性狀相關的基因位點，但由于致因突變與其附近標記之間存在高度連鎖不平衡（linkage disequilibrium，LD），以及數(shù)量性狀基因座（quantitative trait locus，QTL）的功能注釋仍不完善，導致大多數(shù)復雜性狀的致因基因/變異及其分子機制仍然未知。多組織轉錄組研究能夠為復雜性狀的遺傳基礎提供關鍵線索。在人類和家畜領域，已有多項功能基因組學研究（如ENCODE、GTEx、FAANG和FarmGTEx）推動了基因功能解析。然而，目前針對綿羊的研究多局限于單一組織或特定發(fā)育階段，缺乏系統(tǒng)性的多組織發(fā)育轉錄組研究，限制了對復雜性狀遺傳調控機制的深入理解。

該研究通過整合綿羊51種不同組織、覆蓋14個發(fā)育時間點的1413個RNA-seq樣本，構建了一個高分辨率的綿羊發(fā)育基因表達圖譜（developmental Gene Expression Atlas, dGEA）。這些樣本代表了綿羊從胎兒早期、胎兒晚期、出生、羔羊、幼年、成年到老年各個發(fā)育時期。利用這一資源鑒定了不同組織和發(fā)育時期之間基因表達的動態(tài)變化及其調控網(wǎng)絡，并解析了綿羊48個單基因性狀和12個復雜性狀的遺傳關聯(lián)。該研究首次系統(tǒng)性地建立了綿羊發(fā)育階段、組織類型與表型之間的聯(lián)系，dGEA（https://sheepdgea.njau.edu.cn/）可為綿羊的發(fā)育生物學、遺傳學、基因組學及育種研究提供重要的參考資源。

全文摘要圖

該研究發(fā)現(xiàn)，多個復雜性狀的GWAS信號顯著富集于免疫組織、胃腸道和皮膚等組織在產前時期特異性表達的基因，提示早期發(fā)育調控對表型形成具有關鍵作用。此外，通過整合GWAS精細定位結果與dGEA，研究揭示了多個復雜性狀的候選基因及其組織和發(fā)育時期特異性表達模式。未來，結合單細胞組學、空間轉錄組學等前沿技術，可進一步完善綿羊基因功能注釋，深入解析驅動器官發(fā)育和影響生物表型的關鍵分子機制。

南京農業(yè)大學為第一署名單位和通訊單位，南京農業(yè)大學動物科技學院鐘山青年研究員趙冰茹博士為論文第一作者。南京農業(yè)大學張艷麗教授、山東省農業(yè)科學院田可川研究員、丹麥奧胡斯大學房靈昭博士、澳大利亞維多利亞農業(yè)生物中心（Agribio）Ruidong Xiang博士為論文共同通訊作者。南京農業(yè)大學王鋒教授、張國敏副教授和新疆畜牧科學院付雪峰研究員等參與了本研究的指導。

本研究獲得國家重點研發(fā)計劃項目（No. 2021YFF1000702）、山東省農業(yè)科學院科技創(chuàng)新項目（No. CXGC2023F10）、江蘇省揭榜掛帥項目（No. JBGS[2021]113）、江蘇省卓越博士后計劃（No. 2023ZB584）等項目的資助。

原文鏈接：https://academic.oup.com/gpb/advance-article/doi/10.1093/gpbjnl/qzaf020/8051909