不同初始基因频率下闭锁群体遗传漂变的模拟

在假定不发生基因突变、群体间无个体迁移的情况下,群体内实行随机留种,随机交配,世代不重叠,且每代参与繁殖的个体数相同.采用计算机模拟方法研究了不同初始基因频率、群体规模和公母比例下闭锁群体内单个双等位基因座位的遗传漂变.模拟试验共进行了50个世代,100次重复.结果表明:群体规模较大,公畜数较多以及初始基因频率处于中等水平时,基因频率在世代问发生随机波动的幅度较小,基因由于随机遗传漂变而发生丢失或固定的概率也较低.群体规模太小、公畜比例过低以及基因的初始频率过低或过高,均会增加基因丢失或固定的风险.     

动态性状候选基因检测效率分析

把组 织 器官 的生 长 发育 和随 生 命时 期 或某 些定 量因 素 变化 的 生产 性能 统 称为 动 态性 状。 本 研究 的目 的 是将 动 态性状基 因定 位分 析 的普 适 性方 法应 用 到动 态性 状 候选 基因 分 析中 。采 用 M onte C arlo 法 模拟 分析 抽 样个 体数 、测 定 日频 率、候选基因 频率 和遗 传 贡献 率 等因 素对 动 态性 状候 选 基因 检测 统 计效 率的 影 响。模 拟 试验 结 果表 明:4因素 对候 选 基因 检测 效 率的影响 存在 着差 异 ,它 们 的作 用大 小顺 序 为:累计 遗 传贡 献率 > 个体 数> 测 定日 频数 > 基因 频率 ;个体 数和 测定 日 频数 2因素对候 选基 因检 测 效率 表 现出 一定 的 交互 作用 。     

荷斯坦奶牛HSP70-A8基因多态性及其与DHI测定性能的关联分析

以319头荷斯坦奶牛为材料,采用PCR-SSCP方法检测牛群HSP70-A8基因的多态性,并对其与DHI测定性能进行关联分析。结果表明,在荷斯坦奶牛HSP70-A8基因的第1外显子1522 bp处发生GC突变,检测到AA、AB和BB 3种基因型,其中AA基因型频率为38.56%,AB基因型频率为31.03%,BB基因型频率为30.41%;多态信息含量(PIC)为0.3733,在该位点均处于中度多态;卡方检验表明该荷斯坦奶牛群体处于哈迪-温伯格非平衡状态;群体HSP70-A8的第2至8外显子都没有检测到多态。关联分析结果表明,BB基因型荷斯坦奶牛个体总产奶量、标准乳总产奶量、305 d标准乳产量、305 d乳脂产量、305 d乳蛋白产量、总乳脂产量和总乳蛋白产量皆极显著高于AA型个体和AB型个体(P0.01),AA基因型个体体细胞数极显著低于AB型个体和BB型个体(P0.01)。因此,HSP70-A8基因第1外显子该位点的多态性可以作为奶牛生产性能选择的候选分子遗传标记。     

一类群体迁移的数学模型分析

研究两个同物种大孟德尔二倍体生物群体在迁移作用下的变化规律。结果表明:两群体的个体数量与它们的初始个体数量和迁移比例有关,迁移比例是影响个体数量变化的因素;两群体的基因频率与它们的初始个体数量、初始基因频率以及迁移比例有关,迁移比例是影响基因频率变化的因素;经过无限多时间的迁移之后,两群体的个体数量、基因频率会趋向于一种动态平衡状态,两群体个体数量不同,基因频率相同。模拟分析结果验证了理论推导的结论。     

淮南麻黄鸡三个选育群血清转铁蛋白多态性的研究

本试验采用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳法测定了淮南麻黄鸡三个群体T多态性,统计各群体的基因型频率与基因频率,并计算各群体的纯合系数与群体间的遗传距离。结果表明：三个群体的基因型频率与基因频率各不相同,皆以B基因频率最高,Ⅰ群体中BC型个体最多,C基因频率大地A基因频率;Ⅱ群体中BB型个体最多,Ⅲ群体中AB型个体最多,Ⅱ、Ⅲ群体皆A基因频率大于C基因频,从Tf位点来看,淮南麻黄鸡各群体纯度还有待于进一步选育提高。     

GHR基因遗传变异及其对中国西门塔尔牛胴体性状的效应分析

为探索生长激素受体(GHR)基因在中国黄牛不同群体中的变异以及GHR基因作为影响牛肉质性状候选基因的可能性,采用PCR-SSCP技术对雷琼牛、云南高峰牛、BMY牛及中国西门塔尔牛共367头个体GHR基因部分外显子遗传变异进行检测,分析群体遗传特征,并运用SPSS17.0软件中GLM模型分析所检测的遗传变异与中国西门塔尔牛部分肉质性状的关联性。结果表明:在GHR基因DNA序列中发现T229C多态位点,雷琼牛群体处于Hardy-Weinberg平衡状态,其他群体偏离平衡。对GHR基因T229C位点与胴体性状关系分析表明:该位点对肌肉生长性状效应显著,对宰前活重、胴体重、屠宰率、胴体产肉率、净肉率、肉骨比、头与蹄重、脂肪覆盖率也有显著影响。结果提示GHR基因可作为牛屠宰及肉质性状的候选基因。     

2个绵羊群体BMPR-IB基因多态性与绵羊产羔数的关系

旨在探讨BMPR-IB基因在不同绵羊群体中的遗传变异及其与产羔数的关系,利用RFLP技术分析杜泊及滩寒杂交羊群体中BMPR-IB的基因型和基因频率,以及不同基因型对母羊产羔数的影响。结果显示:杜泊羊群体均为野生型,未检测到突变纯合或杂合基因型个体。滩寒杂交群体中突变纯合子(BB型)、杂合子(B+型)和野生型(++型)个体数分别为13、48和120。在滩寒杂交羊群体中,BB、B+及++基因型母羊的多羔率分别为63.64%、47.06%和32.08%;BB型经产个体平均产羔数比杂合型(B+)及野生型(++)个体产羔数分别高出0.5和0.59,而杂合子母羊产羔数高于野生型个体,但差异不显著。表明BMPR-IB基因Fec B突变位点对滩寒杂交群体产羔数有显著影响,因此可通过杂交手段提高后代群体Fec~B基因频率来增加产羔数,但BMPR-IB基因是否为调控杜泊羊产羔数的主效基因有待进一步探讨。     

云杉天然群体基因分化与种质资源异地保存抽样策略

采用聚丙烯酰胺垂直板凝胶电泳和水平淀粉凝胶电泳对云杉全分布区10个天然群体的300个个体进行酶电泳分析,研究天然群体的等位基因数量和频率分化,共测定8种酶系统,得到17个清晰酶位点和27个等位基因.10个群体检测到的等位基因数均值为24.7个(变幅为23～27个).据基因频率进行分类,检测到全域基因和广域基因数量分别为19个和7个,分别占总基因的70.37%和25.93%;特有基因只有1个,即铁布群体的Idh-2-C,占总基因的3.7%.10个群体基因频率的均值没有太大差异,相同位点的广域基因频率在群体间均存在差异.通过计算机模拟建立云杉天然群体种质资源保存的群体和群体内个体两个层次的基因捕获曲线.群体的等位基因频率与地理生态因子的相关分析表明:Fdh-2-B基因频率与生态梯度值呈显著负相关(r=-0.661 1*).构建了云杉天然群体核心种质保存的抽样策略,经综合分析,抽取全分布区内铁布、卓尼、阿坝、小金、热务沟、凤县和曲谷7个群体,每个群体保存25个拟式无亲缘关系的个体,可以保护云杉种内95%～99%的基因资源.     

西双版纳野猪微卫星多态性研究

采用联合国粮农组织(FAO)和国际动物遗传学会(ISAG)联合推荐的27对微卫星DNA引物,对云南西双版纳野猪78个个体的遗传多样性进行了分析和研究,旨在为野猪遗传资源的合理利用及保护提供科学依据.结果表明:(1)78个个体在27个微卫星座位上共检出213个等位基因,各座位上等位基因数的范围在4～13之间,平均每个位点检测到7.89个等位基因,表明在3个野猪群体中多态性较丰富.(2)计算了等位基因频率,并以其为基础获得了野猪群体的平均杂合度、多态信息含量和有效等位基因数,分别为H均值0.81,PIC均值0.79;有效等位基因数共155.77个,有效等位基因数在2.65～10.10之间,平均数为5.77个,等位基因频率在0.0128～0.4808之间,其中位点SW72的102/等位基因频率最高,表明群体内的遗传变异较丰富.(3)计算了Nei氏标准遗传距离,结果表明景洪野猪与勐海野猪遗传距离最近,和勐腊野猪的遗传距离较远,种间内的遗传变异丰富,表明西双版纳野猪群体在核基因水平具有丰富的遗传多样性.     

东湖F1代BMPR-1B和BMP15基因多态性 与产羔性能关联性分析

为探究候选基因BMPR-1B、BMP15与东弗里生羊♂和湖羊♀的杂交F₁代（东湖F₁羊）产羔数间的关联性，评估东弗里生羊作为引入品种的经济利用价值，使用PCR-RFLP技术对东湖F₁羊和湖羊的BMPR-1B、BMP15基因多态性与产羔数进行关联分析。结果显示，东湖F₁羊与湖羊群体内均未检测出BMP15基因的FecX^I突变。BMPR-1B基因FecB突变位点在湖羊群体中检测出AG、GG两种基因型，基因频率分别为0.064和0.936，优势基因型为GG型，等位基因A、G的基因频率分别为0.032和0.968，优势基因为等位基因G；在东湖F₁羊群体中检测出AA、AG和GG 3种基因型，基因频率分别为0.146、0.683和0.171，优势基因型为AG型，等位基因A、G的基因频率分别为0.488和0.512。表明对产羔有利的G等位基因可以通过东弗里生和湖羊杂交遗传给后代，可作为其分子育种的辅助选择标记。湖羊AG型与GG型个体产羔数差异不显著（P＞0.05），东湖F₁羊 GG型、AG型个体产羔数极显著高于AA型个体（0.01＜P＜0.05），GG型与AG型个体产羔数差异不显著（P＞0.05）。结果表明东湖F₁羊产羔数与BMPR-1B基因显著相关。     

Genome-wide detection for runs of homozygosity analysis in three pig breeds from Chinese Taihu Basin and Landrace pigs by SLAF-seq data

Erhualian (E), Meishan (MS) and Mi (MI) pigs are excellent indigenous pig breeds in Chinese Taihu Basin, which have made great contributions to the genetic improvement of commercial pigs. Investigation of the genetic structure and inbreeding level of the 3 pig breeds is of great significance for the sustainable breeding of commercial pigs. The length and number of runs of homozygosity (ROH) as well as the frequency of genomes covered by ROH can be used as indicators to evaluate the level of inbreeding and the origin of the population. In this study, the ROH characteristics of E, MS, MI and Landrace (L) pigs were analyzed by SLAF-seq data, and the inbreeding coefficient based on ROH (F_ROH) was calculated. In addition, we have identified candidate genes in the genomic regions associated with ROH. A total of 10568 ROH were detected in 116 individuals of 4 pig breeds. The analysis showed that there were significant differences in genetic structure between 3 Taihu Basin pig breeds and L, and the genetic structure of E and MI was similar. The results of F_ROH showed that the inbreeding level of MS was the highest (0.25±0.07), while E and MI were lower than L. Compared with the other 3 pig populations, MS showed a higher frequency of long ROH (>5 Mb), indicating higher inbreeding in MS in recent generations. A large number of candidate genes related to reproductive traits are located in the genomic regions with a high frequency of ROH, and these genes are expected to be used as candidate genes in marker-assisted selection (MAS) breeding programs. Our findings can provide theoretical support for genetic conservation and genetic improvement of 3 pig breeds in Chinese Taihu Basin.     

人工饲养蓝狐微卫星DNA的多态性

选取16个微卫星位点对5个蓝狐群体进行遗传多态性研究,利用PopGen32和MEGA4对5个群体的等位基因数、有效等位基因数、等位基因频率、观测杂合度、期望杂合度和多态信息含量等遗传参数进行了分析。结果表明:5个群体137个个体共计检出162个等位基因,每个位点等位基因数为4～13。位点多态信息含量为0.17～0.84,5个群体中3个群体为高度多态性,其余2个群体为中度多态。位点的观测杂合度为0.18～0.89,位点的期望杂合度为0.18～0.86,茂兴湖群体的杂合程度均高于其他4个种群。选取的16个微卫星位点均表现出较高的多态性,在蓝狐多样性分析中具有一定的有效性,可用于蓝狐遗传多样性的分析。     

麦洼牦牛H-FABP、HSL基因多态性及与生长性状的相关分析

【目的】探讨心脏脂肪酸结合蛋白（heart fatty acid-binding protein,H-FABP）、激素敏感脂肪酶（hormone-sensitive lipase,HSL）基因在牦牛中的遗传多态性,进一步揭示牦牛各品系间的遗传分化以及候选基因与牦牛生长性状间的关联性,同时为2个候选基因在牦牛中的表达调控等研究提供理论依据,寻找可用于辅助选择的分子标记。【方法】采用PCR-SSCP技术和DNA测序技术对共100头麦洼牦牛个体的H-FABP、HSL基因的外显子部分进行遗传多态性分析,统计基因和基因型频率,进行Hardy-Weinberg平衡性检测,计算纯合度、杂合度、多态信息含量和有效等位基因数等遗传多态指标,分析候选基因不同基因型与体高、体重、体斜长、胸围、管围等生长性状的关联性。【结果】①麦洼牦牛H-FABP、HSL基因外显子部分均存在多态性,多态性检验均存在3种基因型;②适合性检验表明仅HSL基因外显子8上多态位点处于Hardy-Weinberg平衡状态,其余多态位点均偏离;③测序分析表明,H-FABP基因外显子4第7 339位（与原序列相比）发生单碱基突变（T→C）,该突变属同义突变;HSL基因外显子7第6 883位发生G→C转换,以及第6816处发生碱基A→G突变,并导致编码氨基酸由天冬氨酸（D）转变为甘氨酸（G）;外显子8第10 183 bp处发生A→G碱基突变,编码氨基酸由半胱氨酸（C）变为甘氨酸（G）;④对各标记基因型生长发育指标（体高、体斜长、胸围、管围、体重）进行差异显著性检验,仅HSL基因外显子7上A6816G基因座差异极显著（P﹤0.01）。【结论】麦洼牦牛H-FABP、HSL基因存在遗传多态性,且HSL基因外显子7上A6816G基因座表现的多态有可能作为一种遗传标记。     

猪繁殖性状候选基因多态性与产仔数的关联分析

利用本课题组已报道的猪繁殖性状候选基因的8个SSCP-SNPs标记,对995头长白猪和大白猪群体的遗传多样性进行分析,统计了各群体内SNP的多态信息含量(PIC)、有效等位基因数(E)和遗传杂合度(h)。通过比较各SNP位点基因型关联的总产仔数(TNB)和产活仔数(NBA),找到了各猪群中的优势和劣势基因型。结果表明:8个SNP位点在2个猪群中的多态信息含量有3个为中度多态,5个为高度多态。IL-8基因C424G位点的AA基因型为2个猪群的最优势基因型,VEGF基因C1489T位点的AB型和IL-8基因Intron1 977A位点的AB型分别为长白猪和大白猪的最劣势基因型,3个多态位点的基因型都可在猪的分子育种中进行标记辅助选择。     

基于QTL定位分析策略的一般配合力遗传基础研究

【目的】一般配合力（GCA）是评价亲本利用价值的重要指标。研究GCA的遗传基础及GCA相关QTL（QTLGCA）定位的可行性,为杂交育种提供技术参考。【方法】以双亲杂交衍生的重组自交系（RIL）为被测系、若干个随机选择的纯系为测验系的NCII交配设计以及QTL定位策略,系统研究GCA的遗传组成、影响QTLGCA定位的因素以及QTLGCA与性状本身QTL之间的关系。【结果】若性状受1对等位基因控制,RIL的GCA以及QTLGCA定位均与控制性状本身基因位点的加性效应、显性效应以及测验系等位基因的频率有关;若性状受2对加/显性的等位基因控制,则GCA估计及QTLGCA定位均与基因间是否连锁无关,其影响因素与性状受一个基因控制时相同;若性状受2对互作基因控制,GCA及QTLGCA定位均与测验系等位基因频率和性状本身QTL的主效应以及基因间互作效应有关,此外,GCA效应估计还与基因间是否连锁有关。【结论】无论是GCA效应估计还是QTLGCA定位,测验系等位基因频率和性状本身QTL效应大小都是重要的影响因素。此外,QTLGCA与性状本身QTL的差异还取决于性状的遗传结构以及QTL定位方法的选择。     

水稻穗干物质重发育动态的QTL定位

 以籼稻品种IR64和粳稻品种Azucena及其DH群体(123个DH系)为遗传研究材料,在穗干物质积累的不同时期测定穗重。利用包括RFLP、同工酶标记和RAPD等175个分子标记的水稻连锁图谱,采用条件复合区间作图法对水稻穗部干物质积累进行QTL的动态定位。在各时期能检测到14个非条件QTL,而最终穗重只能检测到3个非条件QTL。条件QTL分析表明,基因在水稻发育过程中以一定的时空方式表达。亲本和极端个体的QTL总效应分析表明,增效基因和减效基因在不同个体中的累积程度不同。控制穗干物质积累的发育过程存在两组基因,一组基因控制稻穗谷粒内外颖的发育,另一组基因可能控制谷粒内容物的充实。     

RTM-GWAS方法应用于大豆RIL群体百粒重QTL检测的功效

【目的】为全面解析大豆重组自交系群体中调控百粒重性状的QTL体系,将限制性两阶段多位点全基因组关联分析方法（RTM-GWAS）和不同定位方法进行比较、优选,为后续候选基因体系探索及分子标记辅助育种设计提供依据。【方法】利用以科丰1号和南农1138-2为亲本衍生的重组自交系群体NJRIKY的427个家系,通过由全基因组39 353个SNP构建的3 683个SNPLDB标记及3个环境下的百粒重表型数据,选用复合区间作图法（CIM）、基于混合线性模型的全基因组关联分析方法（MLM-GWAS）和RTM-GWAS3种方法检测百粒重QTL,通过QTL数目和总的表型变异解释率比较检测功效,挑选最佳定位结果进行NJRIKY群体中的百粒重遗传体系解析。通过候选基因体系的功能注释,挖掘调控大豆百粒重的生物学途径。【结果】科丰1号与南农1138-2的百粒重差异较大,多环境平均数分别为9.0和17.9 g,遗传变异系数为12.4%,遗传率为85.4%,适用于百粒重性状的遗传解析。比较3种方法定位结果表明RTM-GWAS方法表现最佳,检测QTL数目最多（57个）,解释表型变异最多（70.78%）。而CIM仅检测到14个QTL,解释了56.47%的表型变异,MLM-GWAS仅定位到6个QTL,解释了18.47%的表型变异。RTM-GWAS共检测到57个QTL,分布在19条染色体上,表型变异解释率为0.03%—7.57%,其中41个QTL覆盖了已报道的来自30个双亲群体的81个百粒重QTL,16个QTL为新发现位点,包含一个表型变异解释率大于3%的大效应位点Sw-09-2。此外,检测的57个QTL中有20个位点与环境存在互作效应。这57个QTL构成了影响NJRIKY群体百粒重性状的遗传体系。通过SNPLDB标记与预测基因内的SNP进行χ²检验,共筛选到36个候选基因,其中4个候选基因来自大效应QTL,剩余32个候选基因来自小效应QTL。通过GO注释发现这些候选基因功能注释丰富,其中13个候选基因与籽粒发育直接相关,剩余的候选基因功能丰富,包含转运、转录调节因子等,表明不同生物学途径的基因共同调控NJRIKY群体中百粒重性状的表达。【结论】3种定位方法中,高效的RTM-GWAS方法检测到较为全面的NJRIKY群体的百粒重QTL,更适用于双亲RIL群体的QTL定位。不同功能的候选基因共同调控了复杂的百粒重性状的表达。     

小麦收获指数遗传及其与农艺性状的相关分析

利用8个不同收获指数小麦品种双列杂交的F1及其亲本,探讨小麦收获指数的遗传及其与主要农艺性状的相关。结果表明:宁麦9号收获指数的一般配合力最好,能极显著地提高杂种后代的收获指数;小麦收获指数的遗传符合加性-显性模型,受加性和显性效应的作用,显性程度为完全显性到超显性;控制收获指数遗传的增效等位基因为显性,增减效等位基因频率在亲本中的分配无明显差异;扬麦9号和郑9023具有最多控制收获指数遗传的显性基因,收获指数可能受1对主效基因的控制,狭义遗传力较高。相关分析表明,收获指数与株高、主穗长、每穗粒数、千粒重、生物量呈极显著正相关。     

西双版纳野猪微卫星多态性研究*

 采用联合国粮农组织（FAO）和国际动物遗传学会（ISAG）联合推荐的27对微卫星DNA引物，对云南西双版纳野猪78个个体的遗传多样性进行了分析和研究，旨在为野猪遗传资源的合理利用及保护提供科学依据。结果表明：（1）78个个体在27个微卫星座位上共检出213个等位基因，各座位上等位基因数的范围在4～13之间，平均每个位点检测到789个等位基因，表明在3个野猪群体中多态性较丰富。（2）计算了等位基因频率，并以其为基础获得了野猪群体的平均杂合度、多态信息含量和有效等位基因数，分别为H均值0.81，PIC均值0.79；有效等位基因数共155.77个，有效等位基因数在2.65～10.10之间，平均数为5.77个，等位基因频率在0.0128～0.4808之间，其中位点SW72的102/等位基因频率最高，表明群体内的遗传变异较丰富。（3）计算了Nei氏标准遗传距离，结果表明景洪野猪与勐海野猪遗传距离最近，和勐腊野猪的遗传距离较远，种间内的遗传变异丰富，表明西双版纳野猪群体在核基因水平具有丰富的遗传多样性。