近日，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所水禽育种与营养创新团队在鸭脂质代谢研究领域取得新进展，揭示了鸭胸肌肌内脂肪沉积的关键分子机制，并创新性地构建了“代谢物-基因-性状”联动的精准育种新模式。相关研究成果发表于《中国科学：生命科学（ Science China-Life Sciences ）》。
北京鸭因其极强的脂质合成和脂肪沉积能力而闻名，其胸肌内脂肪含量比野生祖先绿头野鸭高出约20%，且不饱和脂肪酸含量也显著提升。这种显著的代谢差异使北京鸭成为研究脂质合成与代谢调控的良好素材。
研究基于北京鸭×绿头野鸭F2分离群体，在相同条件下饲养至8周龄，采集了246只个体的胸肌样品并使用液相色谱-质谱联用（LC-MS）技术检测胸肌中的亲水性代谢物并结合全基因组重测序数据进行了代谢物全基因组关联分析（mGWAS）。发现与鸭胸肌肌内脂肪含量高度相关的代谢物氨基己二酸在4号染色体存在显著信号，结合北京鸭和绿头野鸭的选择信号分析，显示该区间内的 AADAT 基因受到选择。进一步利用同源重组（IBD）分析，将影响氨基己二酸含量的因果变异精细定位到 AADAT 基因上150 kb区间内。随后通过精细扫描发现北京鸭 AADAT 基因第六外显子前存在一段939bp的CR1-LINE转座子插入，导致该基因产生新的转录本，阻碍了氨基己二酸向2-氧代己二酸的正常酶促转化，使得北京鸭胸肌中氨基己二酸含量提高1.71倍。这一变化抑制了赖氨酸降解通路，同时为三羧酸循环（TCA）提供了更多2-酮戊二酸，最终显著提升了6周和8周龄北京鸭的肌内脂肪含量。
该研究不仅解析了北京鸭胸肌肌内脂肪沉积的分子机制，还提出了基于关键代谢物的分子标记育种策略，为高效改良鸭肉品质提供了新思路。未来，这一“代谢物-基因-性状”联动模式有望广泛应用于畜禽复杂性状的遗传解析，推动高效、精准的动物育种技术发展。
牧医所刘大鹏助理研究员为论文第一作者，周正奎研究员为通讯作者。该研究得到了国家杰出青年科学基金、中国农科院畜禽基础科学中心等项目的资助。
文章链接：https://www.sciengine.com/SCLS/doi/10.1007/s11427-024-2882-x
