近日，由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院畜牧學(xué)科團(tuán)隊(duì)與來自14個(gè)國(guó)家91個(gè)研究機(jī)構(gòu)的研究人員聯(lián)合發(fā)起的國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃FarmGTEx（農(nóng)業(yè)動(dòng)物基因型-組織表達(dá)）白皮書以Perspective文章的形式發(fā)表在《自然-遺傳學(xué)》（Nature Genetics）。FarmGTEx項(xiàng)目旨在通過建立農(nóng)業(yè)動(dòng)物的多組織遺傳調(diào)控效應(yīng)圖譜，解決農(nóng)業(yè)動(dòng)物基因表達(dá)的遺傳決定問題。
農(nóng)業(yè)動(dòng)物在數(shù)千年的馴化和人工選擇中積累了豐富的遺傳多樣性。這些動(dòng)物在抗病性、生長(zhǎng)效率和環(huán)境適應(yīng)性等方面表現(xiàn)出復(fù)雜的基因表達(dá)模式，但其調(diào)控機(jī)制尚不明確。為了揭示這些機(jī)制，推動(dòng)畜禽精準(zhǔn)育種和人類醫(yī)學(xué)研究，“農(nóng)業(yè)動(dòng)物基因型-組織表達(dá)（FarmGTEx）”項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生。FarmGTEx項(xiàng)目計(jì)劃通過整合全球農(nóng)業(yè)動(dòng)物的基因組-轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)資源，建立農(nóng)業(yè)動(dòng)物的多組織遺傳調(diào)控效應(yīng)圖譜，探究農(nóng)業(yè)動(dòng)物基因表達(dá)的遺傳決定問題。
FarmGTEx項(xiàng)目自2018年啟動(dòng)以來在農(nóng)業(yè)動(dòng)物遺傳育種研究領(lǐng)域已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過對(duì)公共數(shù)據(jù)庫(kù)的RNA測(cè)序和全基因組測(cè)序數(shù)據(jù)開展清洗整理和深度挖掘，順利完成了世界上首批牛、豬、雞的多組織分子遺傳調(diào)控效應(yīng)圖譜，構(gòu)建了牛、豬和雞的項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)，以便全球研究人員利用這些大數(shù)據(jù)資源。此外，包括綿羊、山羊、馬、駱駝、兔子、鴨子在內(nèi)的其他畜禽物種的相關(guān)研究正在進(jìn)行。
該項(xiàng)目計(jì)劃分三個(gè)階段實(shí)施。試點(diǎn)階段（2018-2025年）主要是探索組織和品種特異性調(diào)控對(duì)基因表達(dá)和可變剪接的影響；第1階段（2025-2030年）重在揭示性別和發(fā)育階段特異性的遺傳調(diào)控效應(yīng)；第2階段（2030-2035年）將涵蓋多種環(huán)境條件（每種條件下200個(gè)個(gè)體的20-40種組織），包括飼養(yǎng)調(diào)控、氣候條件、健康狀況和病原體暴露等因素，并在單細(xì)胞或空間轉(zhuǎn)錄組等更高分辨率下進(jìn)行分析。項(xiàng)目還將考慮納入其他分子表型，如DNA甲基化、染色質(zhì)可及性和代謝組等多組學(xué)數(shù)據(jù)。
FarmGTEx項(xiàng)目研究將對(duì)基礎(chǔ)生物學(xué)（例如性別和發(fā)育特異性基因調(diào)控）、動(dòng)物精準(zhǔn)育種、環(huán)境適應(yīng)與馴化和人類健康等相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，F(xiàn)armGTEx項(xiàng)目通過對(duì)農(nóng)業(yè)動(dòng)物復(fù)雜性狀的關(guān)鍵基因和調(diào)控機(jī)制進(jìn)行識(shí)別，將為動(dòng)物精準(zhǔn)育種提供有力支撐。深入理解這些動(dòng)物的基因調(diào)控機(jī)制，該項(xiàng)目有望為解決復(fù)雜的生物學(xué)問題提供新的工具和方法。此外，由于許多農(nóng)業(yè)動(dòng)物在生理結(jié)構(gòu)和功能上與人類相似，F(xiàn)armGTEx項(xiàng)目研究將可為人類疾病的診斷和治療提供新的思路，體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)動(dòng)物模型在人類醫(yī)學(xué)研究中的潛力。
據(jù)了解，F(xiàn)armGTEx項(xiàng)目白皮書由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授張哲等代表不同領(lǐng)域的7位通訊作者牽頭。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)是該論文中國(guó)唯一的通訊單位，動(dòng)物科學(xué)學(xué)院豬遺傳育種團(tuán)隊(duì)5位老師和3位在讀博士生參與該計(jì)劃發(fā)布。該大科學(xué)計(jì)劃的公布實(shí)施標(biāo)志著華南農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧學(xué)科在動(dòng)物遺傳育種前沿研究領(lǐng)域持續(xù)邁向全球前列。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41588-025-02121-5
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