李地艳做实验

论文题目：鸡卵泡颗粒细胞的三维基因组研究

论文作者：李地艳  宁椿游  张加满  李明洲

获奖等次：一等奖

研究鸡卵泡颗粒细胞的三维基因组，以提高本土蛋鸡的产蛋性能、繁殖性能，并从中“窥探”人类卵巢发育调控的机制，这并非不可实现。四川农业大学动物科技学院李地艳（现就职于成都大学）教授团队的研究论文《鸡卵泡颗粒细胞的三维基因组研究》揭示了蛋鸡卵泡发生过程中的调控机制，既为本土蛋鸡提高产蛋量提供了思路，也为卵巢发育研究提供了参考价值。

我国拥有丰富的地方鸡种资源，地方鸡种虽肉质优良、抗逆性好，但存在生长慢、产蛋率低等问题，限制了地方鸡产业的进一步发展。在这其中，卵泡的正常发育和成熟是决定鸡产蛋率高低的关键，更是禽类繁殖性状形成和提高家禽产蛋性能的重要理论基础。为此，李地艳团队从2010年开始持续开展卵泡发育相关研究。

李地艳告诉记者，一只进口蛋鸡一年产蛋约320枚，本土蛋鸡产蛋约260枚，产蛋率偏低。如何进一步提高本土蛋鸡300日龄产蛋量和最大连产天数，是团队在论文中亟待解决的关键问题，而解决这一关键问题的着力点是寻找到调控产蛋的关键功能基因。

“先前对鸡的卵泡组学研究比较匮乏，特别是从整体水平和三维基因组层面上研究的更少，并且目前有关鸡卵泡发育的认识还不够全面。”李地艳介绍，要彻底揭示卵泡发育过程中基因的转录和调控因素，必然要从染色体空间构象的三维视角，并结合转录组学对基因组的空间分布以及相互接触和聚集方式、调控元件的分布、染色质的结构动态等方面进行解析，全面系统地阐明卵泡发育的分子机理。

于是，李地艳团队以鸡不同卵泡发育时间点的颗粒细胞为研究对象，解析了卵泡形成10个不同阶段颗粒细胞的动态转录组，同时对关键阶段利用多组学联合分析揭示了卵泡发生过程中染色质构象动态变化规律。“简单来说，研究就是把蛋鸡连续产蛋的机理搞清楚，找到控制鸡产蛋的关键基因。”李地艳解释道。

据介绍，这一研究首次利用Hi-C技术（高通量染色体构象捕获技术）揭示了家禽卵泡发育过程中染色质的动态变化以及空间结构调控基因表达的客观规律，为阐明基因的转录调控提供了新的见解。“虽然鉴定得到了许多调控卵泡发育的重要结构单元和功能基因，但缺乏在细胞或机体上的实验验证。因此，后期的研究可以通过3D-FISH或基因编辑等实验手段，对一些功能基因的远端调控元件进行敲除，证实其对目标基因的真实调控作用。待明确目标基因的具体调控作用后，可进一步对本土蛋鸡进行基因编辑，通过现代生物技术育种从而实现快速获得高繁殖性能的新鸡种。”李地艳期待，今后可以运用分子育种的手段提高卵泡发育能力，进一步提升本土蛋鸡的产蛋性能、繁殖性能。

产蛋率是鸡最重要的经济性状之一，属典型复杂数量性状，影响着产蛋量和生产效率。而李地艳团队的研究提供了大量调控卵泡发育成熟相关基因转录的非编码区特别是增强子区域所在基因组位置，结合功能基因和非编码区调控元件进行精准分子育种，可加速家禽的品种改良。这一研究今后在家禽遗传育种等相关领域可实现品种在性能和品质上的双突破，加快畜禽种业向数量质量并重、资源节约与高效利用的方向发展。

值得一提的是，该项研究还为人类卵巢生殖疾病发生机制提供了参考资料。

卵巢癌是常见的妇科恶性肿瘤，患者预后通常较差，目前缺乏有效的早期诊断标志和基因治疗手段，而体外模型的研究可以提供很多关键信息。鸡自发性卵巢癌发生率高于其他物种，作为卵巢癌的自发模型有其独特的优势。李地艳介绍：“鸡的卵巢癌与人类相似，卵巢癌发生过程中也普遍存在p53基因突变，因此可以将鸡作为人类卵巢癌发病研究的重要模型。而且鸡容易大规模繁殖，遗传背景也很清楚，非常适合在体外进行大规模的药物处理和数据采集，获得与卵巢癌以及其它生殖相关疾病的诊疗模型数据。在我们研究中发现的调控鸡卵泡生长发育过程的重要基因，根据其血液中表达量的变化，可以预判生殖发育的进程，这也初步说明了这条路线的可行性。”

记者了解到，该研究论文以李地艳教授为第一作者，并和四川农业大学李明洲教授为共同通讯作者，博士研究生宁椿游、硕士研究生张佳满、博士研究生王誉杰为共同第一作者。论文研究结果受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、四川省科技厅等项目资助。