使用GWAS研究雞攻擊行為的相關基因
借助Affymetrix Axiom平臺使用GWAS研究雞攻擊行為相關基因
研究背景
攻擊行為是很多物種共有的進化屬性，它可以幫助雄性物種快速建立生存空間或社會主導地位。然而可想而知，這種屬性在禽類的飼養中是十分不利的。之前已有一些研究表明雞的攻擊行為可由遺傳因素導致，并估計了遺傳力大小約為0.57，說明群體中一半以上的攻擊行為是由遺傳導致的。研究人員試圖使用GWAS方法來探究攻擊行為背后的遺傳因素，以期改善養殖效率和動物福利。本文是第一篇使用GWAS方法來研究雞攻擊行為的文章。
研究思路
研究結果
研究共使用了265只雄性家雞，在出生第60天時開始測量攻擊性狀，共4個，分別為T1：在記錄期間（16天）內打斗的次數；T2：每天打斗的次數（超過4次則被記錄）；T3：打斗的天數；T4：超過4次打斗的天數。基因分型工作由上海伯豪完成，使用了Affymetrix Axiom平臺的高密度芯片，型號為600K Affymetrix Axiom HD chicken genotyping array，共生成了599,898個SNP位點。經過質控后，保留468,020個SNP用于GWAS分析。結果共得到33個顯著位點，涉及26個基因。
研究人員使用了Ingenuity Pathway Analysis（IPA）對26個相關基因進行代謝通路分析，根據基因互作網絡進一步得到9個基因，其中SORCS2基因與多個基因互作，可能具有重要功能。在80個顯著代謝通路中，“行為”相關通路排第26位。接下來，作者選擇了SORCS2基因進行后續驗證。
在IPA分析中，SORCS2基因與NGF, NGFR, L-dopa and dopamine四個基因相關，而NGF已在小鼠中被證明其表達量與攻擊行為相關。于是，研究在雞成纖維細胞系DF-1中敲降了SORCS2基因的表達量，觀察到了NGF, NGFR, L-dopa基因的表達量也隨之降低，其中NGF, L-dopa和多巴胺受體基因家族DRD1-DRD4顯著下降，但NGFR下降量并不顯著。此結果顯示SORCS2基因可能會影響多巴胺通路的表達，從而影響到雞的攻擊行為程度。
最后，文章對比了攻擊行為程度高的和低的雞個體的SORCS2基因表達量，發現在攻擊行為程度高的雞個體中，SORCS2基因表達量顯著高于攻擊行為程度低的雞個體。這個結果進一步說明了SORCS2基因可能在雞攻擊行為中扮演了重要的角色。
結論
研究使用了265只雄性家雞，通過Affymetrix Axiom基因分型平臺進行SNP分型，得到大量高密度SNP位點進行GWAS分析，最終得到33個候選位點。通過Ingenuity Pathway Analysis（IPA）代謝通路分析，將研究對象聚焦到少數幾個基因上，并通過使用DF-1細胞系進行表達量驗證，最終成功說明了SORCS2基因與雞攻擊行為之間的關系。
原文出處：
Li ZH, Zheng M, Abdalla A, et al. Genome-wide association study of aggressive behaviour in chicken. Scientific Reports, 2016.
