基于全基因组重测序的九嶷山兔与Hyplus兔拷贝数变异(CNV)鉴定及其在生长与繁殖性状中的选择信号分析

　　本综述通过全基因组重测序技术系统比较了中国本土九嶷山兔(JY)与法国商业品种Hyplus兔(HP)的拷贝数变异(CNV)图谱，首次在兔中构建覆盖5,599个CNVR的结构变异数据库，并基于VST分析筛选出56个受选择区域。研究发现HOMER1、NOS1AP等基因与生长性状相关，FRAS1、CFAP43等基因与繁殖性能显著关联，为家兔经济性状的分子育种提供了重要理论依据。

　　

1 引言

现代家兔(Oryctolagus cuniculus)作为最晚被驯化的物种之一，其驯化历史约始于1,500年前法国南部的修道院。中国拥有至少40个地方品种和引进商业品种，其中九嶷山兔(JY)以肉质优良、高繁殖力和强适应性著称，但存在体型较小、生长缓慢的特点；而法国培育的Hyplus兔(HP)则表现为生长速度快、产肉性能优异。随着商业化育种进程的推进，中国地方品种资源正面临严峻挑战。

结构变异(SV)作为基因组变异的重要类型，其中拷贝数变异(CNVs)作为缺失和重复片段的表现形式，可通过影响基因结构和表达水平导致表型变异。相较于SNPs，CNVs具有更大的基因组覆盖范围和更高的突变率，对畜禽经济性状的形成具有重要影响。尽管CNV研究在人类和家畜中已有广泛开展，但家兔领域的CNV研究仍处于空白状态。

2 材料与方法

研究采集28只无亲缘关系的雄性兔耳组织样本(13只JY，15只HP)，通过酚氯法提取DNA后使用Illumina Hiseq X Ten平台进行10×深度的全基因组重测序。原始数据经质量过滤后，使用BWA软件比对至兔参考基因组OryCun 2.0，采用CNVcaller软件以800bp滑动窗口进行CNV检测，设定缺失型CNVR长度≤50kb，重复型CNVR长度<500kb。

群体遗传分析采用PLINK进行格式转换，GCTA软件进行主成分分析(PCA)，TreeBest构建系统进化树。选择信号分析通过计算群体间V_ST值(公式：V_ST = (V_total - (V_pop1×N_pop1+V_pop2×N_pop2)/N_total)/V_total)筛选分化位点，取最高1% V_ST值区域作为候选区域。功能注释使用ANNOVAR软件，GO和KEGG富集分析通过KOBAS 3.0完成(FDR校正p<0.05)。

3 结果

3.1 CNVR鉴定

测序数据平均深度10.77×，比对率98.30%。共识别5,599个CNVRs，总长度占基因组0.99%，包括2,771个重复、138个缺失和2,690个混合型变异。染色体1分布最多CNVRs(565个)，染色体21最少(59个)。CNVRs长度呈L型分布，53.90%的变异集中在2-5kb范围，且CNVR数量与染色体长度呈显著正相关(r=0.92)。

3.2 群体结构

PCA分析显示PC1(23.04%)和PC2(7.14%)能明显区分JY和HP群体。系统进化树进一步证实两个品种形成独立分支，其中JY群体内部表现出更高的遗传分化，提示该群体可能经历了较弱的选择压力，积累了更多非功能性重复变异。

3.3 分化CNVRs分析

通过V_ST分析筛选出56个顶级分化CNVRs(V_ST≥0.7335)，包含27个基因。GO富集发现这些基因显著参与细胞过程(GO:0009987)、结合功能(GO:0005488)、生物调节(GO:0065007)等生物学过程。KEGG分析显示半乳糖代谢(ko00052)、碳水化合物消化吸收(ko04973)、cAMP信号通路(ko02010)等通路显著富集。

4 讨论

本研究首次通过全基因组重测序构建家兔CNV图谱，检测灵敏度较传统芯片技术提高30倍以上。重复事件多于缺失事件的模式与其它物种研究一致。功能分析发现CNVR相关基因主要富集在繁殖、免疫和发育过程，反映了家兔育种中对经济性状的人工选择历史。

生长相关基因中，HOMER1参与骨骼肌纤维发育和Ca²⁺通道调控；NOS1AP与脂肪酸代谢和胰岛素敏感性相关；PDE4B通过水解cAMP影响脂肪沉积；LEPROT则参与免疫调节和脂肪合成。繁殖相关基因中，FRAS1编码细胞外基质蛋白，其突变与人类Fraser综合征相关；CFAP43缺陷会导致精子鞭毛结构异常和雄性不育；TM9SF2作为候选基因影响公猪精子形态；CTNND2则通过调节细胞增殖影响体节数量，并与猪产仔数和体型大小相关。

cAMP信号通路的富集具有重要意义，该通路作为第二信使协调细胞生长、分化及激素分泌等多重功能，在哺乳动物脂肪生成和卵巢功能调节中发挥关键作用。

5 结论

研究建立了首个基于重测序的家兔CNV图谱，揭示JY和HP品种间存在5,599个CNVRs。发现HOMER1、NOS1AP、PDE4B、LEPROT等基因与生长性状相关，FRAS1、CFAP43、TM9SF2、CTNND2等基因与繁殖性能密切关联。这些发现为解析家兔重要经济性状的遗传机制提供了新视角，为中国地方品种的精准育种提供了分子标记资源。后续研究需通过qPCR等技术对重要CNVRs进行实验验证，进一步明确其功能机制。