鸡基因组育种和保种用SNP芯片研发及应用

全基因组SNP变异检测是开展基因组育种(Genomic selection)和准确度量群体遗传多样性的基础。继国外开发出60 K和600 K鸡SNP芯片后,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所等单位,针对国产化鸡育种和地方种质资源保护的现状和需求,自主研发出了"京芯一号"55 K SNP芯片等高性价比的检测芯片。芯片特点包括:(1)包含中国地方鸡种特有遗传变异信息,兼顾国外商业化鸡种基因组信息;(2)整合大量的功能基因相关SNP位点;(3)在基因组上均匀分布;(4)密度适中,性价比高等。应用实践证明,鸡基因组SNP芯片在基因组选择育种、种质资源多样性分析、亲缘关系鉴定、基因组关联研究、基因定位等方面可发挥重要作用。文章以"京芯一号"55 K SNP芯片为重点,对鸡全基因组SNP芯片研发和应用的最新进展进行了综述。     

山东境内五个山羊种群生化遗传多态性研究

应用聚丙烯酰胺凝胶电泳法（PAGE）,对山东省境内山羊种群的血液生化遗传标记多态性进行分析。结果表明,所测5个山羊品种中,Tf、Akp及EsⅠ基因座均表现出多态性,Hb和EsⅡ基因座仅分别在崂山奶山羊和莱芜黑山羊品种中表现出多态性,Amy未表现出多态性;平均杂合度为0．2876,基因纯合系数在0．6以上,群体的遗传分化系数为0．02614,说明这些山羊群体的遗传变异较低,其97．386％来自群体内遗传多态现象。基于31个多态位点基因频率的系统发育分析证明,带有共同遗传基础的济宁青山羊、鲁北白山羊和崂山奶山羊遗传距离较近,引进的南非波尔山羊与4个地方山羊品种遗传距离最远。     

山东境内五个山羊种群生化遗传多态性研究

应用聚丙烯酰胺凝胶电泳法(PAGE),对山东省境内山羊种群的血液生化遗传标记多态性进行分析。结果表明,所测5个山羊品种中,Tf、Akp及EsⅠ基因座均表现出多态性,Hb和EsⅡ基因座仅分别在崂山奶山羊和莱芜黑山羊品种中表现出多态性,Amy未表现出多态性;平均杂合度为0.2876,基因纯合系数在0.6以上,群体的遗传分化系数为0.02614,说明这些山羊群体的遗传变异较低,其97.386%来自群体内遗传多态现象。基于3个多态位点基因频率的系统发育分析证明,带有共同遗传基础的济宁青山羊、鲁北白山羊和崂山奶山羊遗传距离较近,引进的南非波尔山羊与4个地方山羊品种遗传距离最远。     

深县猪群体遗传多样性分析及SNP特征位点挖掘

深县猪是河北优质地方猪种之一，为探究其群体遗传多样性情况，本研究利用39头深县猪的全基因组重测序数据分析了深县猪群体全基因SNP变异情况及特征，并进一步利用检出的SNP探究了其有效群体大小、近交状况和个体间亲缘关系等。结果表明深县猪有效群体大小为5.83头，相比于大白猪（42.47）、北京黑猪（10.27）和民猪（8.38）较小，略高于蓝塘猪（3.52），但遗传多样性保持良好。基于ROH的分析表明群体平均近交系数为（0.054±0.01），通过IBS距离分析则发现部分个体间亲缘关系略近。为了更好地鉴定和区分深县猪，本研究综合运用最大分类能力方法及机器学习方法，最终确定了10个SNP作为深县猪群体特征位点。本研究结果有助于了解深县猪群体的保种现状并为其后续保种措施的制定提供一定参考，同时也为深入挖掘深县猪重要性状形成的分子机制提供新的素材，此外本研究中所挖掘的深县猪SNP特征位点可用于对深县猪进行快速鉴定，从而推动深县猪在地方猪育种中更广泛地应用。     

基于低深度全基因组测序分析内江猪群体结构和遗传多样性

旨在更好的了解内江猪群体结构和遗传多样性，更好的保护和利用内江猪遗传资源。本研究基于低深度全基因组测序，检测了133头(12头公猪，121头母猪)内江猪的SNP,按照SNP检出率大于90%和95%获得两组SNP数据，分别编号为NJ90和NJ95。针对两组数据，通过群体分层、遗传距离、亲缘关系、家系划分等方法分析了内江猪群体结构，通过等位基因频率、有效等位基因数、多态性标记比、杂合度等指标估计了群体遗传多样性，最后利用不同方法评估了群体近交系数。结果显示：1)NJ90共包含135 760个SNPs位点，其等位基因频率为0.87,有效等位基因数为1.27,多态性标记比为0.76,观测杂合度为0.15,期望杂合度为0.21;NJ95包含32 266个SNPs位点，其等位基因频率为0.79,有效等位基因数为1.44,多态性标记比为0.74,观测杂合度为0.30,期望杂合度为0.31。2)NJ90结果显示群体平均遗传距离为0.20,平均亲缘系数为0.9%;NJ95结果显示群体平均遗传距离为0.25,平均亲缘系数为0.7%。3)根据NJ90公猪和群体聚类以及亲缘关系，可将群体分为6个家系。4)根据...     

中国地方猪遗传多样性研究进展

我国拥有丰富的猪品种和遗传资源，研究其遗传多样性不仅有利于科学、有效地开展地方猪遗传资源的保护工作，同时对猪的分类鉴定、选育提高、开发利用等具有重要意义。本文对2018年以来中国地方猪种基于微卫星位点、mtDNA、SNP芯片、简化基因组测序和全基因组重测序的遗传多样性研究进行综述，以期为中国地方猪种的遗传资源保护、开发和利用提供参考。     

基于线粒体DNA D-loop区序列分析中国及新西兰奶山羊遗传进化关系

[目的]分析我国地方培育奶山羊品种与国外引进品种的遗传进化关系。[方法]以4个国内奶山羊品种（文登奶山羊、关中奶山羊、崂山奶山羊、雅安奶山羊）和3个新西兰引进奶山羊品种（阿尔卑斯奶山羊、吐根堡奶山羊、萨能奶山羊）为研究对象,采集33只个体的外周血样本,提取血液基因组DNA,利用PCR法扩增线粒体DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）D-loop区全长序列,对测序获得的序列进行生物信息学分析,探究不同奶山羊品种的遗传多样性及进化关系。[结果]7个品种奶山羊的mtDNA D-loop区中A、T碱基含量高于G、C碱基含量。共检测到82个多态位点,25个单一多态位点,55个简约信息位点。各品种单倍型多样度（Hd）范围为0.905~1.000,核苷酸多样度（Pi）范围为0.001 51~0.013 32;共存在26种单倍型,文登奶山羊和萨能奶山羊各有5个单倍型,阿尔卑斯奶山羊有4个单倍型,崂山奶山羊、吐根堡奶山羊、关中奶山羊、雅安奶山羊各有3个单倍型;各品种核苷酸平均差异数（K_XY）范围为6.400 00~38.450 00,核苷酸歧异度（D_XY）范围为0.005 79~0.034 76,遗传分化系数（G_ST）范围为0.000 00~0.186 05,遗传分化指数（F_ST）范围为0.231 56~0.971 52。品种间系统发育树表明,文登奶山羊和崂山奶山羊聚为一支;关中奶山羊与3种新西兰奶山羊遗传距离较近,从遗传学角度证实了关中奶山羊由国外奶山羊与地方品种经杂交选育而成;雅安奶山羊与其他品种遗传距离最远。[结论]中国奶山羊存在2个支系起源且未发现群体扩张;中国培育奶山羊品种含有较多的国外奶山羊血统;文登奶山羊与崂山奶山羊亲缘关系较近,雅安奶山羊在遗传进化中可能存在地域隔离。     

鸭不同品种特异性分子标记SNP的筛选与鉴定

为开发和鉴定鸭品种特异性分子标记,试验选取樱桃谷鸭、北京鸭、枫叶鸭、金定鸭、绍兴鸭、山麻鸭、高邮鸭7个群体共56只鸭通过Illumina Hi Seq 2500平台进行了重测序,筛选出686个存在于特定群体中的单核苷酸多态性突变(SNP)和插入缺失标记(INDEL),并随机选取了7个SNP位点进行PCR验证,结果完全符合预期,说明通过二代测序筛选出的特异性SNP可以作为鸭品种鉴定的分子标记。     

基于50K SNP芯片的夏洛来羊遗传结构及选择信号分析

为了分析中国夏洛来羊繁育群的遗传结构及其在引入我国后因环境和人为因素所发生的改变，试验利用绵羊50K单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)芯片对75只中国夏洛来羊进行了SNP检测，分析中国夏洛来羊繁育群的亲缘关系及家系构成；同时将50K芯片数据与24只法国夏洛来羊芯片数据进行整合，分析中国和法国夏洛来羊群体遗传多样性及选择信号。结果表明：75只中国夏洛来羊的状态同源(identity by state, IBS)遗传距离在0.149 8～0.337 1之间，大部分个体之间的遗传距离较远，划分为5个家系；与法国夏洛来羊相比，中国夏洛来羊群体遗传多样性相对较低；从75只中国夏洛来羊基因组中筛选到8个候选SNPs位点(chr5:96209980、chr3:102592698、chr16:27817793、chr19:41609459、chr10:25335663、chr10:25565841、chr22:30954815、chr1:116966008),这些位点分别在乳蛋白率、产奶量、乳脂率等产奶性状和最大日增重、体重、胴体重、体内脂肪含量等...     

猪50K液相芯片基因组选择效果分析

本研究收集了1 267头大白猪的生长性能测定记录和800头大白猪的繁殖记录,并用猪50K固相芯片（Geneseek）及基于靶向捕获测序技术的猪50K液相芯片（液相50K）进行基因型分型,比较2款芯片基因组选择的准确性。采用一步法模型,估计达百公斤体重日龄、百公斤活体背膘厚和总产仔数3个性状的基因组育种值。本研究探究不同参考群体规模对基因组选择的影响,生长性状设置500和1 000 2个参考群体规模,繁殖性状设置400和700 2个参考群体规模。结果表明,液相50K与Geneseek芯片具有很好的兼容性,液相50K在2个生长性状的基因组选择准确性比Geneseek平均高出1.7%,对总产仔数的基因组选择准确性略高于Geneseek,但提升幅度较小。2款芯片的并集使标记数增加到62 039个SNP,基因组选择准确性比单款芯片平均提升2.9%。无论是单款芯片还是2款芯片并集,随着参考群体规模扩大,基因组选择准确性明显上升。本研究表明液相芯片技术能够用于基因组选择且有优势,研究结果可为我国猪分子育种提供参考。     

基于SNP芯片监测通城猪的保种效果

旨在基于SNP芯片信息分析通城猪保种群的群体结构和遗传多样性,对保种效果进行监测。本研究利用“中芯一号”50K SNP芯片对68头通城猪的全基因组SNP进行扫描,通过以下两方面评估保种效果：1）群体结构。通过群体分层、遗传距离、亲缘关系以及公猪基因组家系等分析,研究通城猪个体间的群体结构;2）遗传多样性。估算等位基因频率、有效等位基因数、多态信息含量、多态性标记比例、杂合度、核苷酸多样性等多态性和杂合性相关参数估计遗传多样性,分析有效群体含量和连续性纯合片段（runs of homozygosity,ROH）,综合评估保种效果。结果显示：1）保种群无明显分层,遗传距离为0.27,亲缘系数为0.17;2）基因组等位基因频率为0.77,有效等位基因数为1.52,多态信息含量均值为0.31,多态性标记比例为88.28%,观测杂合度为0.32,期望杂合度为0.31;20世代前通城猪有效群体含量为105头,当前世代有效群体含量为94头;ROH共计有184个,平均ROH长度为23.71 Mb,其中28.80%的长度在15~20 Mb之间;基因组近交系数为0.04%,具较低水平的近交程度。通城猪保种群是一个没有分层的纯种群体,具有丰富的遗传多样性,得到了有效保护。     

科技

正牧医所揭示不同尾型中国绵羊品种群体遗传差异近日,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所利用高密度单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)芯片数据对我国不同尾型的地方绵羊品种进行了有效群体大小估计、全基因组长纯合片段(ROH)扫描及高频ROH基因组区段鉴定,     

康乐黄鸡TLR7基因多态性及血清INF-γ水平相关性研究

为了研究康乐黄鸡TLR7基因多态性以及其与血清γ干扰素(INF-γ)浓度的相关性,试验对300只康乐黄鸡进行翅静脉采血,采用SDS法提取基因组DNA,用PCR法对康乐黄鸡TLR7基因进行扩增和测序,检测其外显子区域的单核苷酸多态性(SNPs),分析康乐黄鸡群体遗传变异情况;同时测定所有试验鸡血清中INF-γ浓度,探索TLR7基因外显子突变对血清中INF-γ浓度的影响。结果表明:提取出的康乐鸡TLRT基因组DNA完整;PCR产物电泳条带清晰,片段大小为190~250 bp,其中TLR7的第二个外显子有一个SNP位点(G-A);测序结果经比对相似率为98%,结果准确;上述SNP突变后的纯合子血清INF-γ浓度显著下降(P0.05)。说明该SNP位点可以作为影响康乐黄鸡免疫指标INF-γ的一个重要的候选突变位点。     

华西牛与雪龙黑牛背最长肌重量的全基因组关联分析

为了筛选华西牛和雪龙黑牛背最长肌重量相关的遗传标记和候选基因,试验以1 478头华西牛和452头雪龙黑牛为研究对象,对其背最长肌重量性状进行全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS),即测定其屠宰后背最长肌重量表型数据,利用Illumina Bovine-HD(770K)芯片对其基因组进行基因分型,采用FarmCPU模型和GEMMA模型对质控后的芯片数据进行GWAS,挖掘与华西牛和雪龙黑牛背最长肌重量显著相关的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)位点和候选基因。结果表明：华西牛与雪龙黑牛群体背最长肌重量表型性状均符合正态分布,且二者芯片数据经过质控后分别得到607 198,511 320个SNP位点,这些SNP位点在二者各个染色体上的分布比较均匀;利用FarmCPU模型在华西牛与雪龙黑牛群体分别检测到12个和9个与其背最长肌重量显著相关的SNP位点,且华西牛群体的显著SNP位点分别位于1,5,7,11,12,13,15,16,22,23号染色体上,鉴定到KCNAB1、PFN2、RNF13...     

基于70 K SNP芯片分析济宁青山羊保种群体的遗传结构

旨在探究山东济宁青山羊保种群体的遗传多样性、亲缘关系及家系结构。本研究利用Illumina 70 K Goat SNP芯片对40只成年济宁青山羊全基因组范围内的SNP进行检测，利用Plink软件、GCTA工具和R语言，对济宁青山羊的遗传结构、亲缘关系和近交系数进行分析，以期揭示个体之间的亲缘关系。结果共得到67 088个SNPs,个体的基因型检出率达到了98%以上；通过Plink(V1.90)软件质控，过滤掉一个样本，剩余的SNPs有57 991个，其中85.5%的SNPs具有多态性；各位点平均有效等位基因数为1.697,平均多态信息含量(PIC)为0.283,最小等位基因频率(MAF)为0.293,群体平均观察杂合度(Ho)为0.409,平均期望杂合度(He)为0.418;济宁青山羊保种群体的平均状态同源(IBS)遗传距离为0.333 4。23只种公羊的平均IBS遗传距离为0.330 3,IBS遗传距离和G矩阵结果均表明部分种羊之间有亲缘关系。在40只个体中共检测到347个长纯合片段(ROH),基于ROH值计算的群体平均近交系数为0.047 9,近交程度低，群体遗传多样性丰富。基于I...     

利用Samtools挖掘山羊生产繁殖相关Indels标记

随着研究的深入,从最初认为单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)是导致遗传和表型多样性的主要原因,逐渐意识到插入/缺失(insertion/deletion,Indel)的普遍存在,并且与山羊生产繁殖性状密切相关。随着山羊参考基因组序列的公布及测序成本的降低,为大规模开发山羊Indels标记提供了可能。本研究就12个山羊个体(大足黑山羊,DBG,n=6;内蒙古绒山羊,IMCG,n=6)全基因组重测序结果,利用Samtools筛选群体间的差异In-dels。结果表明,12个山羊个体获得192.747GB基因组数据,平均每个个体检测到高质量的Indels位点为334 151个;比较基因组获得2个群体特有的Indels分别为110和100个,注释基因38和30个。其中大足黑山群体特有su-fu、sycp2位点和内蒙古绒山羊群体特有kdm4c位点可能是山羊生长繁殖相关候选Indel标记,为进一步精细解析山羊生产繁殖性状遗传机理奠定基础。     

基于简化基因组测序的黄色波尔山羊公羊亲缘关系及近交系数分析

为提高云南黄山羊新品种培育的育种效率和遗传进展，准确度量育种素材波尔山羊黄色群体的近交程度及亲缘关系是一个有效途径。本研究采用简化基因组测序（GBS）技术对来自云南省种羊推广中心的37只黄色波尔山羊公羊进行测序，通过质控获取高质量高密度SNP变异信息，并使用Gmatrix v2、Plink v1.90、MegaX v10.0等软件进行主成分分析（PCA）、状态同源距离计算（identity by state，IBS）、基因型亲缘关系G矩阵构建、亲缘系数计算、NJ聚类分析和基因组近交系数计算。结果显示，在37只黄色公羊中检测出位于29条常染色体上的高质量SNPs位点88 393个，共检测出长纯合片段（ROH）1 537条，大小在1 000.582~18 400.12 kb之间，平均每条ROH长2 576.34 kb，平均含有93.15个SNPs；37只黄色公羊被分为11个家系，其中3个家系仅各有1只黄色公羊，家系A与K亲缘关系最远；基于ROH的群体平均基因组近交系数为0.043，其中3只黄色公羊的基因组近交系数>0.125，存在较多的近交积累。本研究结果为波尔山羊黄色群体在云南黄山羊新品种培育中的合理利用提供了科学依据，也为评估山羊个体近交水平、防止近交衰退、优化选种选配方案提供了有力的技术手段。     

基于SNP芯片的丫杈猪保种群体遗传结构研究

旨在研究丫杈猪保种群体的遗传多样性、亲缘关系和家系结构。本研究采用“中芯一号”芯片检测了166头丫杈种猪的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP);利用Plink软件计算观察杂合度、期望杂合度、多态信息含量、最小等位基因频率，分析丫杈猪群体的遗传多样性；采用Plink软件构建状态同源(identity by state, IBS)距离矩阵和分析连续性纯合片段(runs of homozygosity, ROH),采用GCTA软件构建G矩阵，分析丫杈猪群体的亲缘关系；采用Mega X软件构建群体进化树，分析丫杈猪群体的家系结构。结果显示，166头丫杈猪共检测到45 211个SNPs位点，通过质量控制的SNP位点有36 243个；有效等位基因数为1.529,多态性信息含量为0.254,多态性标记比例为0.875,最小等位基因频率为0.233;期望杂合度为0.329,观察杂合度为0.344;状态同源平均遗传距离为0.259 5,状态同源距离矩阵和G矩阵结果均表明大部分丫杈猪呈中等程度的亲缘关系；ROH片段共有3 226个，其中40.96%的长度...     

基于不同密度SNP芯片在杜洛克公猪中的全基因组选择效果分析

基因组选择(GS)是近些年发展起来的一项新型育种技术,目前已在动植物育种实践中应用。本研究通过在1 068头杜洛克公猪群体中使用不同密度的SNP芯片进行全基因组选择效果比较分析。结果发现:使用基因型填充后芯片以及高密度SNP芯片所获得的估计基因组育种值(GEBV)之间可以达到99%的相关,并发现个体间亲缘关系的远近对同群体内基因型填充结果的准确率影响不大。由此可见,与目标性状紧密相关的低密度SNP芯片可用于实际育种工作,在降低使用成本的同时并不影响全基因组选择效果,为实质性进行猪分子育种提供了一条可行途径。     

皖岳黑猪基因组遗传变异分析及特征SNPs挖掘

旨在揭示皖岳黑猪全基因组遗传变异情况，筛选皖岳黑猪特征分子标记SNP位点。本研究随机选取体重达110 kg的24头皖岳黑猪进行全基因组重测序，检测皖岳黑猪全基因组变异类型、分析群体遗传多样性参数；结合公共数据库信息，下载北京黑猪、杜洛克、大白猪、蓝塘猪、民猪、深县黑猪的SNPs信息，利用挑选最大分类能力方法，将7个品种133个个体的SNPs分成两个数据集，进行皖岳黑猪特征位点选择，并对筛选到的SNPs进行基因功能注释。全基因组重测序分析结果显示，皖岳黑猪群体共获得31 534 384个SNPs, 43 673个SVs, 3 258个CNVRs,并筛选出33个皖岳黑猪特异位点；对33个SNP位点所注释基因进行功能富集分析，发现它们与生长(SUSD4、NELL1、GPC6)、繁殖(KHDRBS2、CRISP1)、免疫(NECTIN1)、神经调节及环境适应性(GRIK4)相关；群体遗传结构分析结果显示，皖岳黑猪有效群体较小为4.2,个体间的遗传距离在0.157 4～0.287 3之间，平均为0.243 5±0.022 2;皖岳黑猪群体期望杂合度为0.320,观察杂合度为0.328,多态性标记...