基于SLAF-seq的华山松球果数量性状全基因组关联分析

【目的】挖掘与华山松球果数量相关的基因。【方法】以华山松球果数量性状表型数据筛选华山松高、低球果数量单株，利用前期已开发的单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphism,SNP)标记结合表型数据进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)，构建华山松样品的系统发育树，发掘与华山松球果数量性状相关的SNP标记与候选基因，并进一步分析筛选出的基因在华山松针叶、木质部、韧皮部、树皮、幼嫩球果和树根的qPCR基因组织特异性表达。【结果】系统发育树显示：同一种源的单株基本处于相近的位置，而来自巍山的单株广泛分布于各个群体中，与主成分分析结果基本一致。全基因组关联分析共检测到12个与球果数量显著关联的SNP位点，其中，Marker193307的序列与纤维素合成相关基因Korrigan (KOR1，编码跨膜内切β-1,4-D葡聚糖酶)的序列相似度较高(74.74%)。qPCR基因组织特异性表达分析结果显示：该基因在华山松枝条韧皮部的表达量最高，幼嫩球果中次之，在根系的表达量最少，初步判断该基因与球果数量相关。【结论】华山松...     

数量性状遗传基础研究的回顾与思考--后基因组时代数量遗传领域的挑战

回顾了100多年来数量性状遗传研究的发展。数量性状的遗传研究长期落后于质量性状的研究，主要是对其遗传基础缺乏必要的了解。20世纪80年代开始，DNA分子标记的大量开发，提供了遍布于基因组的位置参照点，促进了数量性状遗传基础研究的迅速发展。迄今至少已对68个生物种的很多数量性状(包括动、植物的重要经济性状和人类疾病)作过全基因组的数量性状座位(QTL)扫描，建立了QTL图谱。但是一般地说，QTL仍然是一个相当大的DNA片断，往往含有多个基因。遗传基础的进一步研究应当从QTL到数量性状基因(QTG)，再从QTG到相应于等位基因的数量性状核苷酸(QTN)，逐步深入下去。这是后基因组时代数量遗传领域的主要挑战。基因组上数以万计的DNA序列变异(例如SNP)以及模式生物全基因组测序的完成，已为这种准确的遗传剖分提供了必要的条件。     

基于SNP标记的桃矮化基因精细定位

【目的】矮化型桃树体矮小、节间短,是盆栽观赏和砧木育种的重要遗传资源。明确矮化性状形成的遗传机制并对桃矮化基因进行精细定位,是建立目标性状分子辅助选种体系和遗传改良的前提,可为有目标的选育矮化观赏桃和砧木品种奠定基础。【方法】以‘05-2-144’(‘97矮’ב鸳鸯垂枝’桃)套袋自交获得的395个后代单株构建的分离群体为材料。参考桃基因组信息并基于Sanger技术开发的SNP标记对亲本和后代单株进行分析,在扩大群体单株中进行连锁关系分析,确定连锁的SNP标记,初步定位目标基因。在定位区域内基于二代测序技术开发更多的基因型和表型一致的SNP标记,对后代单株进行基因分型,完成目标性状的精细定位。然后在精细定位区域内开发SNP标记,即杂交群体双亲均为Aa杂合基因型,对‘10-7’ב96-5-1’杂交后代89个单株进行分子鉴定,以验证基因定位结果的准确性。【结果】通过对桃单株‘05-2-144’自交后代实生苗表型鉴定表明,普通型和矮化型单株数分别为300株和95株,性状分离比例接近3﹕1(P值为0.67;χ2为0.19),符合孟德尔遗传规律,桃矮化性状受隐性单基因控制。用于分子鉴定的单株来源于‘10-7’(普通型)ב96-5-1’(普通型)杂交组合,共获得89个后代单株,其中普通型66株;矮化型23株(P值为0.854;χ2为0.034)。基于Sanger测序技术开发了SNP标记,在桃基因组数据库Pp06上25 230 425 bp和27 191 090 bp处获得了连锁的SNP标记,且目标基因位于这两个标记的右侧,初步获得了连锁的SNP分子标记。在此基础上,对亲本进行66.89X深度测序,继续开发符合Aa杂合基因型的SNP标记位点。根据参考基因组和物理距离区间共设计了15对SNP引物,其中12对引物与重测序结果中SNP的类型一致,3对引物与重测序结果中SNP的类型不一致,连锁标记的基因分型成功率为80.0%。通过基于SNP基因分型分析,最终完成了目标性状的精细定位,位点位于Pp06的28 712165 bp(引物为JXSNP-5)和28 899 661 bp(引物为JXHRM-SNP-3)之间,遗传距离分别为0.38 c M和0.13 c M,物理距离约为277 kb,精细定位区域内有54个已知转录本。在定位区域内桃基因组Pp06的28 108 436 bp处和29 247 763 bp处开发SNP标记用于杂交后代表型的鉴定,结果表明所有后代单株基因型和表型鉴定结果完全一致,鉴定准确率为100%。【结论】本研究精细定位了桃矮化基因,物理距离约为277 kb,为基因克隆、亲本早期筛选以选育矮化观赏桃和砧木品种等奠定了基础。     

杜洛克猪生长性状全基因组关联分析

对猪全基因组高密度SNP基因型数据及生长性状表型数据进行全基因组关联分析,以期找到影响这些性状的候选基因,更准确地了解这些生长性状的遗传基础。利用Illumina猪60KSNP芯片对191头杜洛克猪进行基因型检测,使用R语言环境下GenABEL 软件包提供的单标记回归分析模型,对体重达100 kg 日龄(D100)、活体背膘厚(BFT)和活体眼肌面积(LMA)3个生长性状的表型分别进行全基因组关联分析。在D100和LMA2个性状中分别检测到1个基因组水平和6个染色体水平显著关联的SNP,均位于5号染色体;没有检测到与BFT显著相关的SNP。生物信息学分析表明,BTG1和EFCAB6可能是影响生长性状的重要候选基因,但其功能有待进一步研究确认。关键词猪;全基因组关联分析;候选基因;生产性状。     

洛阳、吉林生态区谷子抗倒伏性的全基因组关联分析

倒伏是影响谷子产量和品质的重要因素,为揭示谷子抗倒伏性的遗传机制,在洛阳、吉林两地调查了98份谷子品种的倒伏性,基于重测序技术开展SNP标记与抗倒伏性状的全基因组关联分析。研究结果表明:98份谷子品种倒伏率在洛阳、吉林两地均表现为无倒伏品种数>轻微倒伏品种数>严重倒伏品种数。基因组重测序开发了4 482 208个SNP标记,群体结构分析将98份谷子材料划分为3个亚群,LD分析发现谷子基因组连锁不平衡衰退距离为47.5 kb。全基因组关联分析在洛阳、吉林分别检测到764个和24个与谷子抗倒伏性关联的SNP位点,在6号染色体共同检测到一个LRR受体类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因(LOC101776261),此外在6号、8号染色体还检测到位点不同但功能接近的细胞壁关联受体激酶基因(LOC105914550、LOC101786429、LOC105913474、LOC101766879),还有一些基因,如细胞色素P450蛋白、UDP糖基转移酶、驱动蛋白在两地不同染色体上检测到,推测这些基因可能与谷子的抗倒伏性相关。谷子抗倒伏性是由多基因控制的复杂数量性状,其中蛋白激酶类基因可能在谷子倒伏抗性中起到重要作用。     

基于SNP标记桃抗蚜性状的基因定位

【目的】挖掘与桃抗蚜性状紧密连锁的SNP位点及候选基因,为桃抗性分子标记辅助选择育种奠定基础,并为进一步揭示桃抗蚜性状的遗传基础和分子机制提供依据。【方法】以来源于‘粉寿星’的抗蚜桃‘01-77-3’为母本,栽培品种‘中油桃13号’为父本,杂交获得F1代分离群体进行基因定位。以‘96-5-1’(抗蚜)为母本,‘10-7’(感蚜)为父本杂交获得F1分离群体作为验证定位位点准确性的材料。参考桃基因组序列(Prunus persicaGenome v2.0.a1)开发基于Sanger测序的SNP标记,在亲本(‘01-77-3’‘中油桃13号’)及各4个子代中PCR扩增后进行Sanger测序,获得候选SNP后,扩大群体验证,实现对抗性基因的初步定位。对亲本(‘01-77-3’‘中油桃13号’‘96-5-1’‘10-7’)进行覆盖度约为70×的全基因组深度测序,并基于重测序数据,在初定位区间内开发基于Sanger测序与HRM分析的SNP标记,筛选多态性标记,对‘01-77-3’ב中油桃13号’杂交后代141株实生苗进行基因分型,以获得与桃抗蚜型基因紧密连锁的分子标记。通过双亲(‘96-5-1’‘10-7’)表型与基因型一致,在精细定位区间内开发与桃抗蚜性状紧密连锁的In Del位点,以验证In Del标记与抗蚜表型是否连锁。最后,参考桃基因组分析定位区间的候选基因。【结果】通过人工接种观察蚜虫对桃F1后代单株新梢危害表明,抗蚜与感蚜比例接近1﹕1(P值为0.556;χ~2为0.348),符合孟德尔遗传规律。基于Sanger测序结果,初步将抗蚜基因定位在桃基因组Pp01_38011783与Pp01_47231340之间,物理距离约为9.22 Mb。亲本全基因组深度测序分别产生Clean data 17.109 Gb,平均覆盖度为75.19×,在Pp01初定位区间内开发基于HRM与Sanger测序的SNP标记共29对,筛选后得到11对紧密连锁的标记。基因分型结果表明,与桃抗蚜基因紧密连锁的标记位于桃基因组Pp01的45.66 Mb和46.12 Mb处,Pp01_45.66处等位基因为T和C,Pp01_46.12处等位基因为G和C,遗传距离分别为1.4 c M、2.1 c M;与抗蚜基因完全连锁的标记SNP_Pp01_45712702,位于桃基因组Pp01_45.71处,等位基因为G和T。基于亲本(‘96-5-1’‘10-7’)重测序数据,在精细定位区间内开发紧密连锁的In Del标记KYYZ_Pp01_45799758,位于Pp01_45.79处。对验证群体92个单株进行PCR扩增,经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测表明,仅1个单株基因型与表型不符,分子鉴定准确率为98.91%。【结论】利用亲本深度测序与SNP标记技术相结合的方法,精细定位了控制桃抗蚜性状的基因,将抗蚜基因缩小到物理区间460 Kb内,共包含56个转录本,包括52个候选基因。     

蓖麻高密度遗传图谱构建亲本SNP多态性分析

为了筛选最佳构建蓖麻高密度遗传图谱的亲本组合,以农艺性状差异较大的蓖麻两性系SL1为父本,镶嵌型雌性系HCH3和HCH1分别为母本,基于全基因组重测序(WGS)技术和生物信息学分析方法对2组亲本进行SNP标记多态性分析.结果表明,2组亲本间多态性标记均比较丰富,其中以HCH1为母本的组合2的亲本多态性更佳,SNP多态性标记总数为581158个,可用aa×bb型SNP标记为181791个.最佳亲本组合的确定为构建蓖麻的高密度遗传图谱、多种农艺性状定位和基因挖掘奠定了良好的基础.     

基因特异性分子标记在植物育种中的研究进展

基因特异性分子标记是基于基因序列中功能性单核苷酸多态性(SNP)或插入和缺失(InDels)位点开发而成,具有选择效率高、共显性、与目标基因共分离、不受遗传背景影响等优点,且与生物表型性状高度相关,在生物表型性状的鉴定中更突显出其准确性和直接性,可以准确地跟踪、定位不同遗传背景下的目标等位基因,是农作物分子标记辅助选择育种中理想的分子标记类型。对基因特异性分子标记的原理、开发及在植物育种的应用进行论述,并探讨了基因特异性分子标记的发展趋势,以期为分子标记辅助育种提供参考依据。     

利用CottonSNP63K芯片构建棉花品种的指纹图谱

【目的】利用SNP位点的单拷贝特性,结合陆地棉TM-1参考基因组序列信息,筛选基因组特异的SNP。【方法】以719份遗传背景来源广泛的陆地棉种质资源为材料,采用Illumina公司开发的Cotton SNP63K芯片,利用Genome Studio软件对芯片扫描所获得原始数据进行基因型数据质量控制,获得待测样品SNP位点的基因型数据。根据已公布的陆地棉TM-1基因组的两个版本——中国农业科学院棉花研究所版本Gossypium hirsutum(AD1)genome BGI v1.0与南京农业大学版本G.hirsutum(AD1)genome NBI v1.1为参考序列,对Cotton SNP63K芯片(63 058个SNP)各位点的侧翼序列分别进行全基因组Blast比对分析,以筛选具有单拷贝特性的特异SNP位点并用于样品指纹图谱的构建。【结果】利用Cotton SNP63K芯片对719份材料进行SNP位点基因分型,主要表现为无检出信号的SNP位点、无多态性的SNP位点、具有多态性的SNP位点,而具有多态性的SNP位点的分型结果又可分为单位点SNP(基因组特异SNP)、双位点SNP和多位点SNP。通过对两个已公布的陆地棉TM-1参考基因组序列Blast比对结果表明,中国农业科学院棉花研究所TM-1基因组版本比对获得基因组特异SNP标记为5 474个,而南京农业大学TM-1基因组版本比对获得基因组特异SNP标记仅为1 850个,两者共有的特异SNP为1 594个,进一步通过分型效果、检出率及多态性3个评价指标,筛选score值≥0.7,call frequency值≥0.95,且MAF值≥0.2的SNP位点,获得471个分型效果理想,检出率高且多态性较高的特异SNP位点。在471个SNP位点中,430个位于染色体上,41个位于scaffold片段上。考虑到标记间的连锁程度,剔除连锁标记37个,最终获得393个核心SNP位点。利用393个核心SNP构建了719份品种资源的特征DNA指纹图谱,除个别材料之间遗传背景高度相似、基因型完全一致外,97%的材料均能实现准确有效的鉴别。【结论】筛选出393个基因组特异的SNP,并利用这些核心SNP构建了719份资源材料的特征DNA指纹图谱,为SNP分子标记应用于棉花重要性状遗传改良提供了参考。     

日本沼虾体重和出肉率联合GWAS分析

[目的]定位筛选影响日本沼虾体重及出肉率性状的候选基因。[方法]收集成熟期且表现健康的日本沼虾，记录体重、出肉率，提取DNA进行测序并进行基因分型，获得单核苷酸多态性(Single-nucleotide polymorphisms, SNP)标记数据，利用多性状联合的全基因关联分析(Genome-wide association study, GWAS)方法检验与体重、出肉率性状存在显著相关的SNP位点，根据SNP的物理信息实现候选功能基因的筛选和定位。[结果]联合分析共定位到6个SNP位点，检测效率远高于单一分析的1个SNP,根据6个显著位点共定位到5个候选功能基因，除1个功能未知的新基因外，剩余4个基因都与机体代谢、发育相关。[结论]完成了日本沼虾体重、出肉率性状相关基因的定位，可为日本沼虾生长代谢的基因组水平揭示提供理论基础，也可为日本沼虾的其他数量性状研究提供思路。     

‘鲁丽’ב红1#’苹果杂交群体全基因组KASP标记开发及验证

【目的】利用‘鲁丽’ב红1#’亲本及杂交后代,开发苹果叶片性状竞争性等位基因特异PCR(kompetitive allele-specific PCR,KASP)标记,为苹果光能高效利用育种提供参考。【方法】以‘鲁丽’和I型红肉苹果‘红1#’及其134个杂交后代的幼嫩叶片为材料,调查叶片性状表型（包括叶片长度、宽度、叶绿素含量、花青苷含量、光合参数和叶绿素荧光参数等）数据。采用Illumina HiSeq 2500测序平台进行全基因组重测序,通过短序列比对软件将测序序列（reads）回贴到苹果参考基因组,利用GATK软件工具包检测单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNP）标记。【结果】‘鲁丽’和‘红1#’及其134个杂交后代重测序得到有效reads数分别为164 776 660、149 482 876和3 927 370 200。与苹果参考基因组比对率分别为98.77%、98.89%和97.79%。共检测到6 445 766个SNP。经过滤后获得94 208个特异性强,准确性高的SNP位点。对每个SNP进行KASP引物设计,最终开发了5...     

湘西黄牛LPL基因exon5的多态性与生长性状的相关性

脂蛋白脂酶(LPL)是机体脂质和脂蛋白代谢的关键酶,在脂质代谢、转运和能量代谢方面发挥着重要作用,影响着动物的生长发育。为探讨湘西黄牛LPL基因的分子遗传特征和寻找与生长性状相关的分子标记,采用PCR产物测序的方法检测了湘西黄牛LPL基因的SNP位点,并进行了LPL基因exon 5的g.365458G>A位点进行了群体遗传多态与生长性状的关联分析。SNP检测结果表明,LPL基因在Intron 4上新发现了3个SNP(g.365186A>C、g.365248C>T和g.365249C>T),在exon5的182 bp处检测到了1个SNP(g.365458G>A)。g.365458G>A位点的多态性检测结果表明,g.365458G>A位点存在AA、AG和GG 3种基因型,呈中度多态,且达到了Hardy-Weinberg平衡状态。多态性与生产性状的相关性分析结果表明,湘西黄牛AA基因型个体的体高和胸围显著大于GG基因型个体(P<0.05),AA基因型个体的体长和体重极显著大于GG基因型个体(P<0.01)。A等位基因对湘西黄牛的体高、体长、胸围和体重都为正效应,而G等位基因都为负效应。推测LPL基因exon5的g.365458G>A位点有可能作为湘西黄牛生长性状的分子遗传标记位点。     

Linkage and association mapping of wild soybean (Glycine soja) seeds germinating under salt stress

Salinity threatens soybean germination, growth and production.  The germination stage is a key period in the life of soybean.  Wild soybean contains many genes related to stress resistance that are valuable resources for the genetic improvement of soybean.  To identify the genetic loci of wild soybean that are active during seed germination under salt stress, two populations, a soybean interspecific hybrid population comprising 142 lines and a natural population comprising 121 wild soybean accessions, were screened for three germination-related traits in this study.  By using single-nucleotide polymorphism (SNP) markers with three salt tolerance indices, 25 quantitative trait loci (QTLs), 21 significant SNPs (–log₁₀(P)≥4.0) and 24 potential SNPs (3.5<–log₁₀(P)<4.0) were detected by linkage mapping and a genome-wide association study (GWAS) in two environments.  The key genetic region was identified based on these SNPs and QTLs.  According to the gene functional annotations of the W05 genome and salt-induced gene expression qRT-PCR analysis, GsAKR1 was selected as a candidate gene that responded to salt stress at the germination stage in the wild soybean.  These results could contribute to determining the genetic networks of salt tolerance in wild soybean and will be helpful for molecular marker-assisted selection in the breeding of salt-tolerant soybean.     

贵州白山羊L-FABP基因遗传变异对生长性状的影响

本研究旨在探讨肝脏型脂肪酸结合蛋白(L-FABP)基因遗传变异与贵州白山羊生长性状的关联性,以期得到能够影响贵州白山羊各群体生长性状显著效应的分子遗传标记。试验采用DNA池、PCR-SSCP法结合PCR产物直接测序对贵州白山羊L-FABP基因4个外显子进行SNPs筛选,并利用SPSS 18.0统计软件分析H-FABP基因遗传变异与生长性状间的相关性。多态位点检测表明,贵州白山羊L-FABP基因内含子两处存在C4557T和A4575G两个多态基因座;遗传效应分析表明,L-FABP基因C4557T和A4575G位点多态座位有利于提高贵州白山羊体重、体高、体斜长和管围,其中基因型CCGG有利于提高贵州白山羊成年母羊的体高和体斜长;TTGG有利于提高贵州白山羊周岁母羊的体重和管围。研究结果初步推测L-FABP基因可能影响贵州白山羊部分生长性状的主效基因或与主效基因连锁,其多态座位可能作为山羊生长性状选择的有效遗传标记。     

苏太猪宰后72 h pH和肉色性状的全基因组关联分析

【目的】利用全基因组关联分析（GWAS）方法搜寻与苏太猪肉质性状相关的候选基因及分子标记。【方法】屠宰测定了150头苏太猪的背最长肌和半膜肌72 h pH值（包括72 h pH、45 min至72 h pH下降值）及72 h肉色性状（包括红度a,黄度b,亮度L和主观评分）。利用Illumina猪60 K SNP芯片,对这些个体进行基因型判定,用PLINK v1.07对获得的基因型数据进行质量控制,剔除检出率<99.7%、次等位基因频率（minor allele frequency, MAF）<0.05、偏离哈代温伯格（Hardy-Weinberg Equilibrium,HWE）P≤10-5的SNP标记和检出率<90%的个体,最终有150个个体和43 760个SNP用于GWAS研究。利用R语言环境下的GenABEL软件包中的广义线性混合模型,对每个SNP与性状作关联分析,采用Bonferroni方法确定关联显性阈值。群体层化效应的检测通过QQ-plot的结果展示,它通过比较无效假设关联显著性的分布与实际关联性分布的差异来展示可能的群体结构或者显著关联位点。【结果】1.背最长肌72 h pH和半膜肌72 h pH、背最长肌45 min至72 h pH下降值和半膜肌45 min至72 h pH下降值、背最长肌和半膜肌的72 h肌肉黄度、背最长肌和半膜肌的肉色主观评分与肌肉亮度L性状间均为高度相关,且均达到显著水平（P<0.05）。2. 群体层化分析没有发现明显的整体系统偏差,也不存在明显群体层化效应。3.关联分析结果表明共有39个SNPs达到染色体显著水平,分布于基因组上的20个区域（≤10 Mb）;其中,与pH显著关联的SNPs有17个,除了标记ASGA0082337没有定位在猪基因组序列上,其余16个SNPs分别位于3、4、10、14、X号染色体上;与肉色显著关联的SNPs有22个,它们分别位于1、3、7、10、12、14、15号染色体上;但在背最长肌的红度、亮度和肉色主观评分及半膜肌的亮度和肉色主观评分性状中未检测到显著SNPs。 背最长肌和半膜肌的45 min至72 h pH下降值最强关联的SNP位点都为14号染色体上的M1GA0020074和MARC0028756,利用Haploview version 4.2软件开展单倍型分析,结果表明,它们位于一个跨度为433 kb的单倍型框内。【结论】在10、14、15号染色体上存在影响多个肉质指标的一因多效的基因位点,显著位点附近的BNIP3、PRKG1和ADRB3等可能是影响这些性状的候选基因。     

玉米开花期转录因子候选基因的关联分析

【目的】生育期相关性状是玉米育种研究的重点之一。作为重要的生育期性状,开花期（抽穗期、吐丝期和散粉期）的提前,可保证玉米充分脱水,适宜机收;也为中国黄淮海地区小麦-玉米一年两熟耕作模式下的小麦播种减轻压力。转录因子是转录水平基因表达调控的重要上游因子,对目标基因发挥转录激活或转录抑制的作用。在全基因组水平上解析转录因子对玉米开花期的调控作用,获得开花期提前且不影响产量的玉米转录因子单倍型组合,进而挖掘优异种质资源,可为培育开花期适宜的玉米育种研究提供基因资源。【方法】使用候选基因关联分析方法,对开花期相关转录因子及显著SNP进行分析;并利用DAP-seq技术捕获了关键转录因子的结合位点和下游基因;随后对转录因子调控的下游基因进行GO分析,探究转录因子通过影响其下游基因对开花期进行调控的基因网络。【结果】玉米开花期3种性状（吐丝期、散粉期、抽穗期）中,与吐丝期和抽穗期性状以及吐丝期和散粉期性状同时关联的转录因子显著SNP均为75个,与抽穗期和散粉期性状同时关联的显著SNP为128个,同时关联到3种表型的显著SNP为58个。表明开花期3种性状可能受相同的转录因子调控。选取含有3个及以上开花期相关显著SNP的转录因子基因,通过DAP-seq,捕获了这些转录因子结合的关键基序及调控的下游基因。转录因子结合的下游基因显著富集于转录因子活性、DNA结合、RNA结合、有机氮化合物的合成代谢过程、与生殖有关的发育过程等;不同的转录因子存在共同调控的下游基因,生育期相关性状关键调控性转录因子为ARF、MYB和NAC。对关键上游转录因子进行单倍型分析,发掘了玉米生育期提前,同时对产量无负向影响的转录因子最优单倍型组合。【结论】运用DAP-seq技术并结合前人研究绘制了全基因组水平上转录因子对生育期相关农艺性状的调控网络,并发掘了既提前玉米生育期又对产量无负向影响的转录因子最优单倍型组合。     

A post-GWAS replication study confirming the association of C1<?Pub Caret?>4H8orf33 gene with milk production traits in dairy cattle

Genome-wide association studies with an Illumina Bovine50K chip have detected 105 SNPs associated with one or multiple milk production traits in the Chinese Holstein population. Of these, 38 significant SNPs detected with high confidence by both L1-TDT and MMRA methods were selected to further mine potential key genes affecting milk yield and milk composition. By blasting the flanking sequences of these 38 SNPs with the bovine genome sequence combined with comparative genomics analysis, 26 genes were found to contain or be near to such SNPs. Among them, the C14H8orf33 gene is merely 87 bp away from the significant SNP, Hapmap30383-BTC-005848. Hence, we report herein genotype-phenotype associations to further validate the genetic effects of the C14H8orf33 gene. By pooled DNA sequencing of 14 unrelated Holstein sires, a total of 18 with seven novel SNPs were identified. Among them, nine SNPs were in the 5′ regulatory region, one in exon 6 and the other in the 3′ UTR and 3′ regulatory region. A total of nine of these identified SNPs were successfully genotyped and analyzed by mass spectrometry for association with five milk production traits in an independent resource population. The results showed that these SNPs were statistically significant for more than two traits [P<(0.0001-0.0267)]. In addition, mRNA expression analyses revealed that C14H8orf33 was ubiquitous in eight different tissues, with a relatively higher expression level in the mammary gland than in other tissues. These findings, therefore, provide strong evidence for association of C14H8orf33 variants with milk yield and milk composition traits and may be applied in Chinese Holstein breeding programs.     

小麦TaSnRK2.10的多态性及与农艺性状的关联

【目的】蔗糖非发酵蛋白激酶（SnRK）是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在植物信号传递途径中发挥着重要作用。研究小麦TaSnRK2.10的多态性,开发其功能标记,并进行标记-表型性状关联分析,为利用分子标记进行遗传改良和种质创新提供依据。【方法】以30份多态性较高的六倍体普通小麦及其野生近缘种的二倍体和四倍体为材料,通过测序分析TaSnRK2.10-A的序列多态性;利用中国春缺-四体材料对该基因进行染色体定位;利用RIL群体（偃展1号×内乡188）对基因进行遗传定位;根据TaSnRK2.10-A序列多态性,开发分子标记,以262份普通小麦构成的自然群体为材料分析基因单倍型与表型性状的关联特性。【结果】克隆了小麦TaSnRK2.10的A、D基因组序列,在由30份多态性较高的小麦材料组成的自然群体中,没有检测到来自D基因组的TaSnRK2.10-D序列多态性;TaSnRK2.10-A全长4 688 bp,包括启动子1 934 bp、5′-UTR 343 bp、编码区2 319 bp及3′-UTR 92 bp。在基因全长序列中共检测到15个SNP、2个InDel。其中,启动子区有8个SNP,5′-UTR有2个,编码区有5个。位于编码区的5个SNP中,2个存在于外显子,其中一个是非同义突变。2个InDel均位于编码区。根据序列多态性分别设计了启动子区的分子标记PM1和PM2,以及基因编码区的分子标记GM1和GM2。利用中国春缺-四体材料将TaSnRK2.10-A定位于小麦染色体4A,利用RIL群体将TaSnRK2.10-A定位在染色体4A的标记Xwpt7001和WMC48之间,与2个侧翼标记的遗传距离分别为5.1 cM和25.7 cM。利用开发的4个分子标记,将自然群体的262份材料分为4种单倍型,分别与千粒重、单株穗数和每穗小穗数显著相关或极显著相关,HapⅡ和HapⅢ是提高千粒重的优异单倍型。4 184 bp位点为C时,为高千粒重的优异等位变异。【结论】小麦TaSnRK2.10-A位于染色体4A。HapⅡ和HapⅢ是提高千粒重的优异单倍型,HapⅣ是提高单株穗数的优异单倍型,4 184 bp位点的胞嘧啶（C）是优异等位变异。     

鲁西牛ANGPTL6基因的3个多态位点与其生长性状的关联性分析

【目的】揭示鲁西牛ANGPTL6 (angiopoietin-like protein 6)基因的遗传变异特征,发现与鲁西牛生长性状显著相关的候选分子标记,为鲁西牛分子育种积累基础资料。【方法】以183头鲁西牛血样为材料,运用DNA池测序和PCR-RFLP等技术检测ANGPTL6基因的序列变异。【结果】检测到鲁西牛ANGPTL6基因内含子中3个新的SNPs。χ2检验表明这3个多态位点均处于哈代-温伯格平衡状态（P＞0.05）。遗传变异特征分析显示,T2359C 和 G3258T位点属于中度多态性,C2403A位点属于低度多态性。连锁不平衡和单倍型分析表明,鲁西牛ANGPTL6基因3个多态位点之间为弱连锁,单倍型TCG（野生型）属于优势单倍型（频率为44.3%）。方差分析表明,单个的SNP和不同SNPs之间的组合均与鲁西牛生长性状有着显著或极显著的关联,杂合型个体的生长性状指标均高于纯合型个体。【结论】鲁西牛ANGPTL6基因的3个SNPs与其生长性状显著相关,并且杂合基因型个体明显优于纯合基因型个体,此结果可以应用于鲁西牛的分子育种实践。     

基于SLAF-seq技术的白皮松SNP分子标记开发

  目的  在白皮松全基因组范围内开发大量特异性SNP分子标记,为白皮松关键基因定位、分子标记辅助选择和种质资源评价提供足够多的分子标记资源。  方法  本研究以5个群体的共52份白皮松资源为材料,选择火炬松基因组为参考基因组,利用特异性位点扩增片段测序技术（SLAF-seq）,在多态性SLAF标签上开发大量特异性SNP位点,并过滤出一批高质量SNP位点用于白皮松不同群体的遗传多样性分析。  结果  通过序列对比分析,共获得23 597 049个SLAF标签,其中具多态性的SLAF标签有370 659个,共开发得到1 291 290个白皮松群体SNP。在缺失率小于20%、次要等位基因频率（MAF）大于5%的条件下,对所有SNP位点进行过滤,共得到346 840个高一致性的白皮松群体SNP,占SNP总量的26.9%,其中包含9个仅在北京鹫峰（JF）群体中存在变异的SNP位点、148个仅在陕西蓝田（LT）群体中存在变异的SNP位点、425个仅在甘肃麦积山（MJS）群体中存在变异的SNP位点、1 466个仅在陕西午子山（WZS）群体中存在变异的SNP位点、4个仅在山西柏洼山（BWS）群体中存在变异的SNP位点。基于过滤后的346 840个SNP分子标记在5个白皮松群体中进行的遗传多样性分析表明,白皮松不同群体间的遗传多样性存在显著差异,其中MJS和WZS群体的遗传多样性水平相对较高,JF群体的遗传多样性水平相对较低。  结论  研究结果表明,利用SLAF-seq技术可以实现全基因组范围内大量SNP标记位点的开发,且开发的SNP标记在白皮松不同群体中表现出较为丰富的遗传多态性,为白皮松种质资源鉴定、QTL定位、遗传连锁图谱构建以及重要性状的关联分析等研究奠定了基础,对今后白皮松种质资源保护和分子标记辅助选择育种具有重要意义。