在群體基因組研究中,構建一個高質量、代表性強的參考基因組面板(reference panel)是提升基因型填充精度的關鍵。牛和豬等經濟動物已分別建立標準化參考資源,有效推動了數量性狀位點(QTL)解析和候選基因識別的進展。相比之下,作為全球飼養量最大的家禽——雞,此前尚缺乏一套覆蓋廣泛、樣本充足、可支持多場景應用的高質量參考面板。
為填補這一空白,研究團隊發起并構建了全球首個10萬規模雞參考面板項目——100K GCRP(Global Chicken Reference Panel)。第一階段成果于2025年4月15日,在Genomics, Proteomics & Bioinformatics雜志在線發表,題為“GCRP: Integrated Global Chicken Reference Panel from 11,951 Chicken Genomes” 。
該研究由中國農業大學胡曉湘和王宇哲團隊牽頭,聯合國內外多個單位合作完成,第一階段成果構建了全球首個雞類參考基因組資源庫,有望為雞種遺傳變異圖譜構建、人工選擇研究和精準育種提供基礎支撐。
在此項研究中,華大智造DNBSEQ-T7基因測序平臺以及MGISP-960高通量自動化樣本制備系統、MGISTP-7000分杯處理系統為項目組提供了從樣本處理到基因測序的系統支持。畜禽全基因組選擇通常面臨著樣本量巨大、成本要求苛刻等問題,華大智造一站式解決平臺的業務模式恰好能夠解決這一難題,華大智造超高通量基因測序儀匹配自動化產線,一方面能夠在樣本處理和建庫通量上實現高通量、高效率、低成本,另一方面也大大降低了時間成本,進一步匹配畜禽育種的產業需求。
據了解,雞的馴化歷史可追溯至約8000年前,起源于分布在南亞和東南亞的原雞(Gallus gallus)。原雞不僅是首個完成全基因組測序的鳥類,也是最早被解碼的脊椎動物基因組之一。目前,公共變異數據庫(如 dbSNP v106)已收錄約2343萬個單核苷酸多態性位點(SNP)和240萬個短插入/缺失變異(InDel),為雞的基因組關聯分析(GWAS)和功能基因挖掘提供了重要基礎。
隨著低深度測序(LCS)技術的發展,研究者得以在控制成本的同時實現大規模樣本測序,彌補傳統SNP芯片信息覆蓋不足的局限,為基因組選擇與精細化變異定位提供了新可能。
第一階段成果采用低深度測序獲得了 10104 份商品雞樣本,此外搜集了1847個高深度測序樣本,構建了兩個高質量子面板(CBP 與 CMP),系統評估了不同策略下的基因型填充性能,并在模擬與真實性狀中展示了其在 GWAS 和因果變異定位中的優勢。該資源庫有望為雞種遺傳變異圖譜構建、人工選擇研究和精準育種提供基礎支撐。
中國農業大學胡曉湘教授表示,最初應用低深度重測序技術時采用了進口測序平臺,但經過測序實測數據的對比,華大智造測序儀的數據準確性和數據質量與進口儀器相當,并且華大智造測序儀的Duplication rate(重復序列率)明顯低于進口平臺,這將有助于得到更多的有效數據用于后續分析。
不僅如此,華大智造測序平臺以更低成本能夠釋放更多測序潛力,成本與效率的“雙突破”成為其在2018年切換為華大智造測序平臺的重要初衷。大設施遺傳系統已經形成了應用低深度重測序技術年處理100萬樣本的規模。華大智造不僅提供測序儀器,還提供一系列自動化設備配套,實現從提取建庫到測序的全產業鏈閉環的生態系統。未來,還將依托于華大智造測序平臺將這一技術推廣到主要的豬雞等經濟動物家禽的育種企業。