全基因组重测序在鸡中的应用和研究进展

高通量测序技术的出现不仅推动了生命科学的发展进程,为许多生命机制的解析提供了技术支撑,也为基因组学研究中曾经未解的一些难题带来了新的解决方法。随着基因组研究水平的不断深入,越来越多家养动物的基因组信息被逐渐公布,极大地推动了家养动物重要性状在全基因水平上的研究进程。自鸡的基因组序列信息公布以来,重测序技术被大量运用于基因组选择以及由基因组序列差异导致的鸡群体结构、遗传多样性、进化机制、重要经济性状等方面的研究。本文对全基因组重测序原始数据的处理、序列比对、变异检测、测序深度进行阐述,综述了鸡的重要表型性状、遗传进化、基因组选择、蛋品质、肉品质、生长性状等的重要研究进展,并分析了当前鸡基因组研究面临的问题和挑战。     

家禽基因组研究

本文从方法学和应用效果两方面概要评述了针对家禽(尤其是鸡)的重要经济性状改良的基因组研究,包括基因组分析的内容及其对家禽育种的作用、鸡的基因组概述、鸡的微卫星标记、鸡数量性状位点(QTL)检测检测的试验设计及其研究进展.     

我国研制出首款鸡 55KSNP芯片

<正>近日,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所鸡遗传育种团队,在对中外鸡种全基因组重测序的基础上,整合对重要经济性状功能基因的显著位点,开展了自主芯片设计,研制出我国首款鸡55KSNP芯片。近年来,随着分子标记检测技术不断发展,分子育种进入了全基因组选择时代。相对于传统育种手段,全基因组选择具有育种值估计准确率高、有效提高育种工作效率等优点,已应用于奶牛、生猪的品系选育中。而与牛和猪比较,全基因组选择在家禽育种方面的研究和应用则相对较少。     

鸭基因组研究现状和未来展望

作为禽流感病毒、乙肝病毒的自然贮存库和重要的农业经济动物,鸭在分子生物学(如宿主与病原物互作机制)和分子遗传学(如生长和屠体性状主效基因的克隆)领域的重要地位逐渐为人们所认可.近年来,鸭的基因组学研究取得了一些进展:①构建了鸭的遗传和细胞遗传图谱,并在此基础上定位了鸭生长、屠体和肉质性状的QTLs;②开展了鸡和鸭的比较基因定位研究;③建立了鸭的全基因组BAC文库;④克隆了约3 000条鸭的ESTs序列;⑤利用微卫星标记估计了鸭的遗传多样性.但与其它模式生物(如鸡、猪)相比较,鸭的基因组学研究仍处于起始阶段.随着分子生物学技术,特别是全基因组序列测定技术的发展,高密度的鸭遗传图谱、高分辨率的鸭和鸡以及其它脊椎动物的比较遗传图谱将会被构建,甚至是鸭全基因组序列的测定.这些基因组信息的获得将为大规模的鸭品种资源评定、重要经济性状分子机理的剖析进而改良其生产性能(如提高产蛋量和内质性能、增加对禽流感等疾病的抗性)奠定基础.     

鸡基因组在生物学与农业和医学中的潜在利用

鸡的基因组序列含有大约10亿多碱基对（bp）、20000-23000个基因,这个基因组的很多特性使鸡在生物发生和进化研究中成为了一个理想的生物有机体。鸡基因组的独特结构和鸡基因组序列草图的独特特征为认识脊椎动物进化提供了一个透视的视角,使鸡成为了一个研究生物学的理想生物模型,它们将提高科学对禽类生物学、发育生物学、基础生物科学及医学的认识。运用鸡作为一个全球蛋白质营养源的生物模型和对疾病治疗研究的生物医学模型具有明显的优势,因此,鸡基因组的排序、基因组学工具在生物研究中的利用以及现代选择性育种方案发展的快速进展将会促进鸡基因组在农业和医学中的必然利用。该文将综述鸡基因组的简要独特结构、禽类进化的相关性与在农业与医学中的潜在利用。     

东北农业大学家禽遗传育种团队

正团队简介:东北农业大学家禽遗传育种团队主要依托于国家重点(培育)学科(动物遗传育种与繁殖学科)、农业农村部鸡遗传育种重点实验室及黑龙江省高校重点开放实验室(动物遗传育种与繁殖重点实验室),长期从事家禽遗传育种的基础研究和应用研究,形成了以地方鸡品种资源保护与肉鸡新品种(品系)选育、鸡脂肪性状的遗传基础和家禽重要经济性状的功     

鸡开产日龄遗传调控研究进展

开产日龄是重要经济性状,家禽开产越早产蛋初期生产性能越高.国内外学者针对开产日龄的遗传调控机理,从遗传方式、遗传力及遗传标记等多角度,应用同胞设计、全基因组连锁分析、全基因组关联分析等进行了广泛研究.多数研究结果支持鸡的开产日龄性状具有中等强度遗传力,介于0.24~0.55之间,表明通过选育可以从遗传上改善开产日龄性状.开产日龄变异系数较高,预示开产日龄整齐度将是未来选育重点.候选基因碱基多样性分析表明生长激素、催乳素、GDF-8等生殖轴基因与开产日龄变异相关,但研究结果仍有待进一步验证.鸡全基因组连锁分析发现9个染色体11个位点携带开产日龄相关基因.禽类开产日龄遗传调控研究将为品种选育及改良提供支持.     

遗传学在家禽行业发展中的作用(续1)

20世纪50年代以来,家禽的生产性能获得了巨大的提高,但家禽行业也面临着前所未有的挑战。一些家禽育种公司出于利润驱动的目的并根据消费者的偏好,对家禽多个方面的性状选育改良。在选育过程中,新兴技术如基因组学的出现,极大地提高了选育的准确性。     

分子标记与鸡生产性能的研究进展

随着基因组学时代的到来和各种生物技术的飞速发展 ,分子标记技术在鸡的育种和生产中愈来愈显示其重要性。近几年来 ,国内外学者对微卫星标记进行了广泛而深刻的研究 ,在基因作图、数量性状位点 ( QTL)定位、群体遗传距离测定、抗病品系的选育等方面得到了广泛应用。作为第三代分子标记的 SNPs,为探索鸡的某些疾病的产生机理和生产性能差异的遗传基础提供了新方法。1　微卫星标记微卫星是在生物体基因组以 2～ 6bp为其核心序列 ,头尾相连组成的串状重复序列。核心序列一般重复 1 0～ 2 0次 ,多态性的产生是因重复次数的不同造成的 ,通常…     

鸡重要性状全基因组关联分析研究现状及展望

全基因组关联研究(GWAS)是在全基因组范围内寻找与动植物重要经济性状相关联的遗传变异,最先应用于人类复杂疾病的研究,随着鸡全基因组图谱的完成与公布,以及不同密度SNP芯片的开发与推广,GWAS已经应用于鸡复杂性状的重要基因检测,是解析重要性状分子遗传机制强有力的分析方法。文章介绍了GWAS研究背景、原理与方法等,综述了GWAS在鸡体重、体尺、屠宰、肉质、繁殖、行为、抗病等重要性状上的研究现状,并预测GWAS技术在未来鸡育种中的应用前景,旨在为进一步利用GWAS进行鸡复杂性状的遗传基础研究以及鸡的全基因组选择(GS)育种提供参考。     

基因组选择及其在羊育种中的应用研究进展

数量性状是羊育种中的重要性状,受微效多基因控制、遗传力低,而传统育种方法难以提高羊的育种效率。提高动物育种效率对于选种选配工作和经济生产效益至关重要。随着育种新技术的不断革新与发展,基因组选择(genomic selection, GS)方法已成为育种技术中强大的工具,且已成功运用于个体经济价值较大的物种中,其具有缩短世代间隔、提高育种准确性、减少生产成本、提高畜禽经济效益等优势。近年来,由于基因组技术的不断成熟和各个统计模型的升级优化,以及高密度SNP芯片价格的下调,报告有关于基因组选择育种的实证和模拟研究层出不穷,且基因组选择技术已在羊育种中逐步开展,特别是在羊的重要性状中已有不少报道。由于羊的品种较多,地方性状差异化较大,个体经济价值略低,尽管基因组育种的新技术已经非常成熟,但目前仍没有在羊育种中大范围普及。为了更全面地了解该技术在羊育种中的研究现状,且基于选种选配的重要地位,作者就基因组选择在羊育种中的研究进展展开综述,主要从表型测定、基因分型、不同模型方面介绍了基因组选择在羊的重要性状中的应用和现状,讨论了其优势与挑战,并展望了基因组选择的未来发展方向。     

畜禽基因组选择方法研究进展

畜禽的选种选育在生产中至关重要,育种值估计是选种选育的核心。基因组选择（genomic selection,GS）是利用全基因组范围内的高密度标记估计个体基因组育种值的一种新型分子育种方法,目前已在牛、猪、鸡等畜禽育种中得到应用并取得了良好的效果。该方法可实现畜禽育种早期选择,降低测定费用,缩短世代间隔,提高育种值估计准确性,加快遗传进展。基因组选择主要是通过参考群体中每个个体的表型性状信息和单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）基因型估计出每个SNP的效应值,然后测定候选群体中每个个体的SNP基因型,计算候选个体的基因组育种值,根据基因组育种值的高低对候选群体进行合理的选择。随着基因分型技术快速发展和检测成本不断降低,以及基因组选择方法不断优化,基因组选择已成为畜禽选种选育的重要手段。作者对一些常用的基因组选择方法进行了综述,比较了不同方法之间的差异,分析了基因组选择存在的问题与挑战,并展望了其在畜禽育种中的应用前景。     

Research Progress on Genomic Selection Methods in Livestock and Poultry

Selection and breeding are very important in production of livestock and poultry,and breeding value estimation is the core of selection and breeding.Genomic selection (GS) is a novel molecular breeding method to estimate genomic breeding value using high-density markers across the whole genome.At present,GS has been successfully applied in cattle,pig,chicken and so on,and made significant progress.This method can achieve early selection,decrease the testing costs,shorten generation interval,improve the accuracy of breeding value estimation and accelerate genomic progress.GS estimates the effect of SNP by phenotype information and SNP genotype of each individual in the reference population,and measures the SNP genotype to calculate the genomic estimated breeding value in the candidate population,then selects the best individuals according to the genomic estimated breeding value.With the rapid development of genotyping technology and the decrease of detection cost,and the continuous optimization and high efficiency of genomic selection methods,genomic selection has become an important research method in the selection and breeding of livestock and poultry.The authors reviewed some of the widely used genomic selection methods,compared the differences between different methods,analyzed the problems and challenges of genomic selection,and looked forward to its application prospects in breeding.     

芯片技术在畜禽育种中的应用研究进展

中国畜禽品种资源丰富,且有许多优良性状基因,但这些优良性状基因并没有被充分利用,因此,在基因水平上开展遗传资源的开发和利用是畜禽经济性状改良的重要方向。目前,虽然传统系谱选择方法在育种工作中发挥了重要作用,但存在准确率低、育种周期长等缺点。随着分子生物学技术的快速发展,近年来先进的基因组测序和基因分型技术大大促进了畜禽育种方法的革新。从低通量、耗时的限制性片段多态标记（RFLP）到如今高通量、高密度的单核苷酸多态性（SNP）标记,基因检测效率有了大幅度提高。基因芯片技术在分子标记辅助选择和全基因组选择育种研究中逐渐得到广泛应用,成为畜禽育种的新技术手段和新热点。主要介绍了高、低密度SNP芯片技术在畜禽育种中的研究及应用,并简述了其技术优势、存在问题及挑战、应用展望,旨在表明基因芯片技术必将会成为畜禽分子育种工作中一项重要的基础技术,在畜禽种业快速发展过程中起到重要的推动作用,以期为基因芯片技术在畜禽育种中得到进一步应用提供理论参考,推进中国畜禽育种遗传进展,提升中国畜禽种业的科技竞争力。     

全基因组SNP分型技术在畜禽遗传育种研究中的应用

随着畜禽资源分子鉴定、物种进化、全基因组育种等热点领域的逐渐兴起,准确的全基因组SNP分型成为了畜禽基因组研究的关键。基因芯片、重测序、简化基因组测序及靶向捕获测序等全基因组SNP分型技术已广泛应用于畜禽基因组研究中。本文概述了全基因组SNP分型技术的原理及其在全基因组关联分析、选择信号分析和畜禽遗传资源背景分析等方面的应用,以期为畜禽基因组研究和育种应用提供借鉴和参考。     

全基因组测序在畜禽中应用的研究进展

在基因组研究方面,目前全基因组测序已由第一代测序技术发展到第三代测序技术,全基因组测序与传统方法相比具有更加全面、精准、高效等优势。随着测序技术的发展和费用的降低,全基因组测序（whole genome sequencing,WGS）技术逐渐成为基因组研究应用最广泛的技术。全基因组测序已经在畜禽起源进化、重要经济性状基因挖掘、分子育种等方面取得了诸多成果。通过全基因组重测序,能够发现拷贝数变异（copy number variation,CNV）及单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）变异,丰富现有的CNV和SNP数据库,为抗病、生长、食欲、代谢调节、表型、环境适应机制及重要经济性状基因的分析提供重要数据。作者针对全基因组测序技术在主要畜禽上的研究进展,综述了全基因组测序在畜禽的品种遗传多样性、群体演变机制、功能基因挖掘等研究中的应用,并探讨了全基因组测序存在的问题,旨在为畜禽种质资源保护和分子育种实践提供参考。     

利用基因组信息提高畜禽生产性能研究进展

为了满足人们对畜产品需求的快速增长，必须在加快畜禽产业发展的同时把对环境的影响降到最低，提高畜禽遗传特性有望促进这一问题的解决。进入21世纪以来，以基因组选择为核心的分子育种技术迎来了发展机遇，利用该技术可实现早期准确选择，从而大幅度缩短世代间隔，加快群体遗传进展，并显著降低育种成本。虽然在某些畜种中（如奶牛），基因组选择取得了成功，群体也获得较大遗传进展，但仍无法满足快速增长的需求。因此，亟需寻找能够进一步加快遗传进展的方法。研究表明，在SNP标记数据中加入目标性状的已知功能基因信息，可以提高基因组育种值预测的准确性，进而加快遗传进展。而挖掘更多基因组信息的同时，开发更优化的分析方法可以更有助于目标的实现。文章总结了主要畜禽物种的可用基因组数据，包括牛、绵羊、山羊、猪和鸡以及这些数据是如何有助于鉴定影响重要性状的遗传标记和基因，从而进一步提高基因组选择的准确性。     

气候因子对中国地方品种鸡的繁殖性状的影响

对中国107个地方品种鸡的4个繁殖性状和4个气候因子间的关系进行了典型相关分析,探讨气候因子对107个地方品种鸡的繁殖性状的影响。典型相关分析结果表明,两组性状间的第1个典型相关系数为0．56584（P〈0．01）,贡献率82．19％。研究结果为家禽遗传育种与繁殖提供科学参考。     

基于高通量测序技术的山羊遗传多样性及其生产性状研究进展

近年来,高通量测序技术的规模化应用及生物信息技术的普及,极大地推动了家畜基因组学的发展,实现了分子育种标记全基因组水平的快速、精准定位,为全基因组选择育种奠定了重要基础。数千年来的驯化和选择,形成了用途多样的山羊品种,如乳用、皮用、绒用及肉用等,为人类提供了丰富的生产和生活资料。国内外学者采用高通量测序技术对山羊的遗传多样性及生产性能的遗传机制进行了研究,以期找到与山羊种质特性相关的基因,从而为山羊的遗传改良提供新的标记。作者对近五年来基于高通量测序技术研究山羊的遗传多样性和产绒、产奶、繁殖等生产性状的研究进展进行了综述,以期为评估山羊优良种质特性和与生产性状相关的优异基因定位的工作提供参考。