近日,开云kaiyun官方网姜雨教授作为共同通讯作者,与中国农业科学院北京畜牧兽医研究所、国家南繁研究院、新疆畜牧科学院、丹麦奥胡斯大学等国内外多家研究机构合作,在国际期刊《Nature Genetics》在线发表题为"A multi-tissue atlas of genetic regulatory effects in sheep"的研究论文。该研究作为FarmGTEx计划的组成部分,整合2,816只绵羊、6,761份RNA-seq样本和51类组织,系统绘制了7类分子表型的遗传调控图谱,并将其与34项复杂性状、现代群体分化及绵羊驯化历史相联系,为解析绵羊复杂性状的遗传基础和分子育种提供了系统性参考。
绵羊在一万多年的驯化、迁徙和选育过程中形成了丰富的品种与性状差异。全基因组关联研究虽已发现大量性状相关位点,但多数位点位于非编码区,其作用依赖特定组织和基因调控过程,长期以来缺乏系统的多组织遗传调控资源。
研究团队完成了迄今最大规模的绵羊多组织转录组数据整合,量化了基因表达、外显子表达、转录本表达、增强子转录、可变剪接、RNA稳定性及3′ UTR可变多聚腺苷酸化七类分子表型,并借助3,125份全球绵羊全基因组测序数据的参考面板完成基因型填充,系统定位了各组织中的分子数量性状位点(molQTL)。研究发现,约54.6%的关联基因同时具有多种类型的molQTL;不同分子表型间既存在共享调控信号,也存在大量相对独立的调控事件,揭示了转录调控的多层次性。
在组织层面,分子调控清晰保留了器官功能结构,跨组织调控信号呈现"组织特异"与"广泛共享"并存的特点;同一遗传变异在不同组织中甚至可产生方向相反的表达效应,提示局部基因组和表观基因组背景深刻塑造着组织依赖的遗传调控。研究还系统刻画了祖源、性别与发育阶段特异的调控差异,在多个基因中鉴定到群体间、雌雄间以及幼年与成年间效应相反的候选位点。
通过将molQTL与34项复杂性状的GWAS数据共定位整合,研究发现340个候选性状关联区域中40.3%可获得至少一类分子表型的调控支持,为管围、多胎产羔、羊毛品质等重要性状提供了候选基因、组织与分子机制线索。进一步分析显示,组织特异eQTL在绵羊群体分化区域中显著富集,卵巢与皱胃相关调控尤为突出;结合约一万年跨度的52份古代绵羊基因组,研究将历史等位基因频率变化与毛被、色素及繁殖相关的候选调控相联系,从遗传调控层面描绘了绵羊驯化与适应的分子图景。
综上,本研究建立了绵羊多组织遗传调控的系统性资源,揭示了分子表型的共享、特异与多效性调控规律,将复杂性状关联解析到候选变异、基因和组织层次,并为群体分化与驯化研究提供了新的分析框架,对绵羊遗传改良和分子育种具有重要参考价值。

开云kaiyun官方网已毕业博士生龚冕(现中国农业科学院北京畜牧兽医研究所博士后),北京畜牧兽医研究所庄子扬和孙向荣,开云kaiyun官方网在读博士生徐媛和张欢欢,中国科学院昆明动物所王亚楠,华南农业大学管代禄为论文共同第一作者;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所储明星、新疆畜牧科学院吴伟伟、开云kaiyun官方网姜雨、中国农业科学院北京畜牧兽医研究所及国家南繁研究院潘章源、丹麦奥胡斯大学房灵昭为论文共同通讯作者。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41588-026-02825-2