鹅产蛋性状全基因组选择信号分析

【目的】利用选择信号分析方法在伊犁鹅和霍尔多巴吉鹅中筛选与产蛋性状相关的候选基因。【方法】选取健康状况良好、饲养管理水平一致的2岁伊犁鹅母鹅和霍尔多巴吉鹅母鹅各24只,采集血液样本,提取基因组DNA,利用全基因组重测序技术进行选择信号检测分析,筛选出受到选择的候选区域,针对注释基因进行GO功能和KEGG通路富集分析,进一步筛选出与鹅产蛋性状相关的候选基因。【结果】全基因组重测序的平均测序深度为15.28×,与参考基因组比对率在97.31%以上。通过群体分化指数(Fst)对伊犁鹅和霍尔多巴吉鹅2个群体进行分析,共筛选到1 231个候选区域。与核苷酸多样性(Pi)进行联合分析后,伊犁鹅群体共筛选出10个候选区域,得到5个注释基因;霍尔多巴吉鹅群体中共筛选出353个候选区域,得到263个注释基因。GO功能和KEGG通路富集分析发现,初步筛选出6个可能与鹅产蛋性状相关的候选基因(BMP2、BMP6、MIS、ENO1、LIF、EP300),还发现了IL-18基因可能与禽类的免疫有关。【结论】本研究筛选出6个可能与鹅产蛋性状相关的候选基因,为揭示鹅产蛋性状的分子调控机制提供了参考。     

基于RNA-Seq测序的高、低产双黄蛋高邮鸭卵巢组织SNP筛选分析

试验旨在进一步完善高邮鸭基因组结构信息,探索高邮鸭双黄蛋产蛋性能的调控机制。通过高通量测序技术对高邮鸭双黄蛋高、低产组卵巢组织转录组进行RNA-Seq测序,对测序数据进行质控和注释,筛选与高邮鸭双黄蛋产蛋性能相关的SNP位点。测序获得的初始数据(raw reads)进行系列质控筛选,6个高邮鸭卵巢组织分别获得84 540 140～87 479 660个有效数据(clean data),70.79%以上的测序数据被已注释的鸭基因组数据覆盖;在所覆盖的基因组数据中,检测到位于基因外显子区域的108 260～116 478个SNP位点(转换和颠换类型),转换类型总数极显著高于颠换类型总数(P0.01)。利用KEGG数据库对筛选出的SNP位点所在基因进行信号通路分析,筛选出前20条信号通路,其中包括核糖体信号通路、碳代谢信号通路和氨基酸生物合成信号通路等。试验对双黄蛋高、低产组高邮鸭的卵巢进行了RNA-Seq测序分析,为发掘高邮鸭双黄蛋产蛋性能相关SNP位点提供了基础,为进一步研究高邮鸭双黄蛋产蛋性能的调控机制提供了新的数据支撑。     

儋州鸡体尺性状全基因组关联分析

【目的】 挖掘影响地方鸡体尺性状的有效SNP位点及功能基因, 给儋州鸡育种工作提供有效的数据基础和理论支撑。【方法】 共采集200只儋州鸡血样并提取基因组DNA, 利用10×全基因组重测序技术获得全基因组SNP标记并对试验个体基因型进行分型。使用EMMAX软件基于混合线性模型对70日龄的儋州鸡体尺性状(胫长、胫围、体斜长、胸宽、髋骨宽、胸深、龙骨长)进行全基因组关联分析。【结果】 共发现与胫长性状和胫围性状基因组水平显著相关的SNPs位点有12和8个, 与胫长性状相关SNPs分别定位于1、2、4和8号染色体上; 与胫围性状相关的SNPs定位于2、4、8和13号染色体上。预测与胫长相关的候选基因为KCNA1、TPK1、EZH2、FSTL5和AMY2A基因, 与胫围相关的候选基因为TPK1、FSTL5、AMY2A、TGFBI、LECT2和IL-9。通过KEGG通路分析和GO注释发现, 8个基因参与钾离子跨膜转运、硫胺素新陈代谢、细胞增殖、钙离子结合、骨骼肌卫星细胞维持与骨骼肌再生、细胞受体相互作用、生长因子活性等生物学进程。【结论】 本研究发现了20个与儋州鸡体尺性状关联的SNPs位点, 并筛选到8个目标性状候选基因, 为儋州鸡育种提供候选的分子标记, 为地方鸡标记辅助选择提供新的思路。     

中畜草原白羽肉鸭与樱桃谷鸭的遗传差异分析

【目的】 通过基因组重测序技术对中畜草原白羽肉鸭与樱桃谷鸭的遗传差异进行分析，追溯两个品种鸭在不同人工选择下的基因组变异机制，以此阐明优异性状形成的遗传基础。【方法】 选择樱桃谷鸭商品代和中畜草原白羽肉鸭商品代各16只进行基因组重测序，过滤掉高缺失率与最小等位基因频率较低的位点，获得高质量SNPs用于后续分析；对两品种的基因型数据进行主成分分析（PCA）确定其遗传分化情况；采用群体遗传分化指数（Fst）和群体核酸多样性比值（Pi）两种分析方法综合筛选中畜草原白羽肉鸭和樱桃谷鸭的受选择信号。【结果】 主成分分析结果显示，中畜草原白羽肉鸭和樱桃谷鸭分化显著。以10 kb窗口5 kb步长分别计算Fst与Pi分析值，取前1%作为阈值（Fst>0.177，Pi>0.885），在两种分析方法的信号重叠区域共筛选到410 kb候选区域，共注释到21个候选基因。对候选基因进行GO与KEGG富集分析发现，12个基因显著富集到细胞组分和分子功能两大类中（P<0.05），2个基因显著富集到代谢相关通路（P<0.05）。这些基因中，与脂质代谢、氨基酸代谢、免疫调控相关的基因包括PDE3A、PRKAR2B、SEMA5A、SHANK2、STXBP6与LOC101803508（GOLGB1）受到了强选择。【结论】 虽然樱桃谷鸭与中畜草原白羽肉鸭均源自北京鸭，但经过不同强度、不同方向持续的人工选育，2个品种明显分化，且中畜草原白羽肉鸭具有更高的遗传多态性。筛选到了2个品种间一系列遗传分化候选基因，并重点挖掘了参与白羽肉鸭风味肉品质调控的相关基因，为后续研究不同白羽肉鸭品种特征、筛选品种特异性分子标记提供了参考。     

拜城油鸡FSHR基因多态性及其与生产性能的关联分析

【目的】探究促卵泡激素受体(follicle stimulating hormone receptor,FSHR)基因多态性与拜城油鸡产蛋性状、蛋品质及孵化性能的关系,为选育高生产性能的种鸡提供新的分子标记。【方法】以129只拜城油鸡为研究对象,利用DNA混池重测序技术筛选SNPs位点,采取Sequenom飞行时间质谱技术进行相关位点分型,通过SPSS 26.0软件的一般线性模型进行FSHR基因多态性与拜城油鸡生产性能的关联分析。【结果】FSHR基因外显子1上存在2个SNPs位点:SNP1(g.7640519 C＞A)、SNP2(g.7640639 T＞C);外显子4和5上分别存在1个SNP位点:SNP3(g.7692270 C＞T)、SNP4(g.7698478 A＞G);外显子10上存在3个SNPs位点:SNP5(g.7716725 G＞C)、SNP6(g.7715900 A＞G)、SNP7(g.7716470 T＞C),除SNP6外,检出率均在90%以上。SNP1位点仅检测到2个基因型:CC和CA,CC为优势基因型;SNP2、SNP3和SNP7位点均存在3种基因型:TT、TC和CC;SNP4位点存在3种基因型:AA、AG和GG;SNP5位点存在3种基因型:CC、CG和GG。相关分析结果表明,SNP2位点CC基因型个体开产日龄极显著高于TT基因型(P＜0.01),显著高于CT基因型(P＜0.05);TT基因型个体蛋重显著高于CT基因型(P＜0.05),入孵蛋死胚率显著高于CC基因型(P＜0.05)。SNP3位点TT基因型个体蛋壳厚度显著高于CC基因型(P＜0.05)。SNP5位点CG基因型个体300日龄总产蛋量极显著高于CC和GG基因型(P＜0.01),300日龄平均蛋重和开产蛋重均显著高于GG基因型(P＜0.05),开产体重显著高于CC基因型(P＜0.05);GG基因型个体蛋壳厚度显著低于CC和CG基因型(P＜0.05)。SNP7位点TT基因型个体开产蛋重和个体蛋重均显著高于CC和CT基因型(P＜0.05),蛋白高度和蛋黄重均显著高于CT基因型(P＜0.05),哈氏单位值极显著高于CC和CT基因型(P＜0.01)。【结论】FSHR基因SNP5(g.7716725 G＞C)位点CG基因型可作为影响拜城油鸡产蛋性能的标记基因型,SNP7(g.7716470 T＞C)位点TT基因型可作为影响拜城油鸡蛋品质的优势基因型。     

基于RNA-Seq测序的高、低产双黄蛋高邮鸭卵巢组织SNP筛选分析

试验旨在进一步完善高邮鸭基因组结构信息,探索高邮鸭双黄蛋产蛋性能的调控机制。通过高通量测序技术对高邮鸭双黄蛋高、低产组卵巢组织转录组进行RNA-Seq测序,对测序数据进行质控和注释,筛选与高邮鸭双黄蛋产蛋性能相关的SNP位点。测序获得的初始数据（raw reads）进行系列质控筛选,6个高邮鸭卵巢组织分别获得84 540 140~87 479 660个有效数据（clean data）,70.79%以上的测序数据被已注释的鸭基因组数据覆盖;在所覆盖的基因组数据中,检测到位于基因外显子区域的108 260~116 478个SNP位点（转换和颠换类型）,转换类型总数极显著高于颠换类型总数（P<0.01）。利用KEGG数据库对筛选出的SNP位点所在基因进行信号通路分析,筛选出前20条信号通路,其中包括核糖体信号通路、碳代谢信号通路和氨基酸生物合成信号通路等。试验对双黄蛋高、低产组高邮鸭的卵巢进行了RNA-Seq测序分析,为发掘高邮鸭双黄蛋产蛋性能相关SNP位点提供了基础,为进一步研究高邮鸭双黄蛋产蛋性能的调控机制提供了新的数据支撑。     

晋南牛遗传结构特征及选择信号分析

【目的】阐明晋南牛的遗传结构特征，通过选择信号检测挖掘与晋南牛经济性状相关的候选基因，探究其在进化过程中的受选择情况。【方法】对晋南牛和红安格斯牛全基因组测序数据进行分析，鉴定2个群体的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)标记，分析其在基因组的位置及其结构特征，基于SNP信息进行主成分分析(PCA)、构建状态同源矩阵(IBS);采用群体遗传分化指数(Fst)和核苷酸多样性比值(θ_π)方法联合筛选晋南牛基因组受到强烈选择的区域，并对筛选到的受选择基因进行数量性状基因座(QTL)定位、GO功能和KEGG通路富集分析。【结果】晋南牛群体SNPs位点主要分布于基因间区域，其次位于内含子区域。PCA和IBS分析结果表明，晋南牛和红安格斯牛2个群体间不存在杂交现象，且晋南牛群体中个体间遗传距离较远。通过Fst和θ_π联合分析共筛选到188个潜在受选择区域。QTL分析结果表明晋南牛的选择信号多与生长、肉质及抗病性状相关。GO功能和KEGG通路富集分析显示，筛选到晋南牛强受选择的与经济性状相关的候选基因11个...     

新疆黑蜂基因组选择信号分析

【目的】 分析新疆黑蜂(Xinjiang Black bee)与4个引进西方蜜蜂品种间的遗传进化关系，并通过检测基因组选择信号，发掘新疆黑蜂重要种质特性相关的候选基因。【方法】 对新疆黑蜂、意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)、高加索蜂(Apis mellifera caucasica)、卡尼鄂拉蜂(Apis mellifera carnica)、欧洲黑蜂(Apis mellifera mellifera)共5个蜂种50个蜂王个体和1个长白山中华蜜蜂蜂王(Apis cerana cerana)样本进行全基因组重测序数据分析，鉴定新疆黑蜂的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)标记，以长白山中华蜜蜂为外群利用邻接法构建系统进化树以阐明新疆黑蜂的进化关系，利用SNP信息进行新疆黑蜂的主成分分析、群体遗传结构分析及连锁不平衡分析;采用群体遗传分化指数(Fst)和核苷酸多样性比值(θπ)方法检测新疆黑蜂与其他西方蜜蜂群体间的选择信号，并对提取到的受选择区域候选基因进行GO功能和KEGG通路富集分析。【结果】 在新疆黑蜂中共鉴定出1 728 216个SNPs，其中18 526个非同义突变位点是后续研究新疆黑蜂遗传特性候选的SNPs位点;系统进化树和主成分分析结果表明，新疆黑蜂与其他蜂种间存在一定差异，其与卡尼鄂拉蜂、意大利蜂、欧洲黑蜂亲缘关系较近，与高加索蜂亲缘关系较远。群体遗传结构分析表明，在K>3时，新疆黑蜂来自一个与意大利蜂、高加索蜂、卡尼鄂拉蜂、欧洲黑蜂完全不同的独立祖先亚群。连锁不平衡分析表明，新疆黑蜂进化过程中受选择强度较大。GO功能富集分析结果表明，新疆黑蜂受选择基因主要富集于物质代谢、繁殖、信号转导等生物过程，细胞组分富集在细胞器、核小体、染色质和膜等，分子功能主要富集在有机环状化合物结合、离子结合等，并筛选到了Cyp314A1、Trichohyalin-like、CCDC112、Sorbitol dehydrogenase、SPI-3、Fer3HCH、TNS1、Pten、ADSL、Octβ2R、AFFG1、ARHGEF17共12个候选基因。KEGG通路富集分析结果表明，新疆黑蜂受选择基因主要富集于嘌呤代谢、胞吞作用、磷酸肌醇代谢等信号通路。【结论】 利用基因组SNP标记揭示了新疆黑蜂的遗传结构和独立遗传背景，选择作用主要体现在新疆黑蜂品种形成过程中的抗寒、繁殖、生长发育、抗病等方面，研究结果可为中国新疆黑蜂的遗传进化、资源评价及地方蜂种资源的保护利用提供重要遗传信息。     

伊犁鹅产蛋前后各期卵巢转录谱的构建及卵泡发育相关基因的分析

【目的】构建产蛋前后各期伊犁鹅卵巢转录组文库,结合生物信息学分析揭示不同产蛋期伊犁鹅卵巢组织差异表达基因,并鉴定出影响鹅卵巢发育的关键基因,为伊犁鹅的繁殖调控提供理论参考。【方法】选择处于开产期（KL组）、产蛋期（CL组）及休产期（XL组）的伊犁鹅各4只,屠宰后取其卵巢组织,用于构建卵巢转录组文库。通过新基因挖掘、基因差异表达、基因注释以及蛋白互作网络分析筛选出与鹅卵泡发育相关的候选基因;随机挑选8个差异表达基因,应用实时荧光定量PCR验证其表达情况。【结果】伊犁鹅卵巢组织学结果表明,在开产期时,伊犁鹅卵巢表面有大量初级卵泡,而产蛋期卵巢则显示出卵泡的层级性,在休产期卵巢中可观察到卵泡出现向内凹陷、闭锁的现象。通过转录组测序（RNA-Seq）,从构建的12个伊犁鹅卵巢cDNA文库中获得有效读数57 811 186~85 328 377条,Q30值均>93.38%,每个样品所产的测序读数于鹅参考基因组上的比对率在82.79%~89.24%。在卵巢中注释的新基因共有1 112个,单核苷酸多态性（SNP）位点总数为1 642 273~2 425 069个;SNP和插入缺失（InDel）均主要注释于内含子区域;各时期的可变剪切类型主要集中为最后1个外显子可变剪切（TSS）及第1个外显子可变剪切（TTS）。在KL vs CL、XL vs CL及XL vs KL组中分别有337、1 136和525个差异表达基因,共有差异表达基因为α2A肾上腺素能受体（ADRA2A）、表皮蛋白（CP）、非转移性黑色素瘤糖蛋白B （GPNMB）及α-1-抗胰蛋白酶样（LOC106033756）。GO功能富集分析发现,差异表达基因主要富集在肽基酪氨酸磷酸化的正调控、细胞黏附及质膜外侧等过程。KEGG通路富集分析发现,差异表达基因主要显著富集于神经活性配体-受体相互作用、ECM-受体相互作用及类固醇生物合成等。结合蛋白互作网络分析,筛选到与鹅卵巢发育相关的潜在调控因子Bruton’s酪氨酸激酶（BTK）、血小板源性生长因子受体α（PDGFRA）、整合素β3（ITGB3）等。实时荧光定量PCR结果显示,RNA-Seq结果准确可靠。【结论】本研究揭示了产蛋前后各期伊犁鹅卵巢组织中的基因表达差异,筛选到影响伊犁鹅卵巢发育的神经活性配体-受体相互作用、ECM-受体相互作用、类固醇生物合成等重要通路与BTK、PDGFRA和ITGB3等关键候选基因,为了解鹅卵巢组织调控产蛋性能的分子机制提供了理论支撑。     

鸭昼夜节律相关基因RORB与蛋重的相关性分析

为探讨鸭昼夜节律相关基因RORB(视黄醇相关孤儿受体B)与鸭蛋重性状的相关性，采用Illumina测序的方法对90只金定鸭RORB基因序列进行测序，以分析RORB基因上3个SNP位点在不同蛋重鸭个体的差异，并与300日龄和450日龄蛋重进行相关性分析；荧光定量PCR的方法检测RORB及相关基因CLOCK、BMAL1和PER2 mRNA在不同蛋重鸭卵巢组中的表达差异。结果表明，RORB基因上Z-35251072和Z-35256947位点的SNP突变与鸭450日龄的蛋重呈显著负相关，Z-35278196位点的SNP突变与鸭300日龄和450日龄蛋重呈显著负相关；RORB和PER2在低蛋重组中的表达显著高于在中蛋重和高蛋重组的表达(P<0.05),而CLOCK和BMAL1在高蛋重组中的表达显著高于中蛋重和低蛋重组的表达(P<0.05)。结果提示，RORB在鸭的蛋重性能中可能发挥重要作用，且可能与昼夜节律相关基因间的相互调节有关，该结果为研究鸭的蛋重性能调控奠定理论基础。     

不同腹脂率番鸭回肠转录组差异分析

【目的】解析番鸭回肠组织中与腹脂沉积相关的主效基因。【方法】从2 000只番鸭中随机选取200只70日龄的番鸭进行屠宰,采集腹脂并称重,计算腹脂率。按腹脂率大小排序,选取腹脂率最高的5只和最低的5只番鸭的回肠组织进行转录组测序分析。利用Illumina NovaSeq 6000高通量RNA-Seq测序技术对2种腹脂率番鸭的回肠进行转录组测序,使用RSEM软件将测序得到的reads序列与Trinity拼接的参考基因组进行序列比对,筛选出差异表达基因,利用GO和KEGG数据库进行功能注释、富集分析和聚类分析,并利用皮尔森相关性分析方法分析了腹脂重和腹脂率与差异表达基因的相关性。【结果】高腹脂率和低腹脂率番鸭的回肠差异表达基因共有602个;与低腹脂率番鸭相比,高腹脂率番鸭回肠中有285个基因上调,317个基因下调。GO和KEGG富集分析显示,有5个与脂肪代谢相关的GO条目(脂质应答、类固醇激素介导的信号通路、类固醇激素应答、类固醇激素刺激的细胞应答和脂质的细胞应答)和4个KEGG通路(PPAR信号通路、初级胆汁酸的生物合成、花生四烯酸代谢和胆汁分泌),并筛选出与脂肪代谢显著相关的6个基因(P＜0.05),包括NR5A2、ACBP、ACOX2、FABP2、FABP4和FABP5,其中,ACOX2和FABP5基因与腹脂重和腹脂率呈显著正相关(P＜0.05),ACBP基因与腹脂重和腹脂率呈极显著正相关(P＜0.01)。【结论】不同腹脂率番鸭回肠转录组存在差异,发现5个GO条目和4个KEGG通路,NR5A2、ACBP、ACOX2、FABP2、FABP4和FABP5等基因与番鸭腹部脂肪沉积相关。     

基于单细胞转录组测序技术筛选牛体内囊胚性别特异性基因

【目的】探究牛体内雌性和雄性囊胚在mRNA水平上的特异性差异,挖掘雌性和雄性囊胚发育差异相关候选基因。【方法】参考GenBank中牛牙釉质基因（AMEL）序列（AMELX基因,登录号：NM_001014984.1;AMELY基因,登录号：NM_174240.2）设计引物,以胚胎内细胞DNA为模板,采用巢式PCR扩增技术鉴定单个牛体内囊胚的性别。选用确定性别的单个雌性和雄性囊胚为试验材料,采用Smart-Seq2扩增技术构建单个胚胎测序文库,应用Illumina HiSeq Xten高通量测序平台对单个胚胎进行单细胞转录组测序（scRNA-Seq）,并进行了基因差异表达、GO功能和KEGG通路分析。【结果】通过巢式PCR扩增胚胎内细胞中的AMEL基因,确定了胚胎性别;基因表达分析筛选出两组之间差异表达基因（DEGs）6 160个,其中雌性特异性基因675个,雄性特异性基因305个;GO功能注释发现雌性特异性基因显著注释在核苷酸结合、信号转导调控、多细胞生物发育、细胞骨架等条目,雄性特异性基因显著注释在氧化磷酸化、线粒体、线粒体内膜、核糖体等条目;KEGG通路富集分析发现7条与雌性和雄性囊胚发育差异相关的通路,分别为代谢途径、糖酵解、磷酸戊糖途径、细胞衰老、氧化磷酸化、调节干细胞多能性的信号通路和Wnt信号通路;并利用GO和KEGG结果筛选出5个在牛体内囊胚期胚胎发育过程中具有直接或间接作用的基因：FBP1、GADD45G、FHL2、FOSB和WNT2B。【结论】牛体内雌性和雄性囊胚之间存在广泛的转录差异,性别特异性基因FBP1、GADD45G、FHL2、FOSB和WNT2B可能是直接或间接影响胚胎发育的关键基因。     

植物精油对山麻鸭免疫功能、抗氧化能力和肠道微生物的影响

【目的】研究植物精油（13.5%百里酚和4.5%肉桂醛）对笼养山麻鸭机体免疫、抗氧化力和肠道微生物的影响。【方法】选取200只健康的40周龄山麻鸭（产蛋性能及体重相近）,随机分为4组,每组5个重复,每个重复10只山麻鸭。4个处理组分别在基础饲粮的基础上添加0（对照组）、50、150和200 mg/kg植物精油,试验期30 d。于试验第28~30天,每组随机选取10枚鸭蛋（接近平均蛋重）,用于分析鸭蛋品质;于试验结束时,每个重复选取1只鸭,采集血清,检测血清免疫球蛋白（Ig）、补体蛋白及抗氧化指标,剖杀后采集山麻鸭盲肠内容物用于检测肠道菌群结构。【结果】与对照组相比,植物精油组蛋重、蛋壳重、蛋白重、蛋黄重和横径均显著提高（P＜0.05）,血清丙二醛含量均显著降低（P＜0.05）,但各组之间蛋成分所占比例差异不显著（P＞0.05）;150和200 mg/kg植物精油组山麻鸭血清免疫球蛋白A、免疫球蛋白G、免疫球蛋白M含量和谷胱甘肽过氧化酶含量均显著提高（P＜0.05）,山麻鸭盲肠拟杆菌门、Parabacteroides菌属和Prevotellaceae NK3B31 group菌属丰度提高,Ralstonia菌属丰度降低。【结论】饲粮中添加植物精油可提高鸭蛋重量,改善山麻鸭免疫机能,提高笼养山麻鸭血清抗氧化性能,并能一定程度上改善山麻鸭盲肠菌群结构。综合考虑,添加150 mg/kg植物精油效果较好。