中国荷斯坦牛RPL23A和ACACB基因对产奶性状的遗传效应分析

作者所在团队前期通过奶牛乳腺上皮组织转录组测序及荷斯坦公牛全基因组重测序研究发现RPL23A和ACACB基因是奶牛乳蛋白和乳脂性状的候选功能基因,本研究旨在探究这两个基因是否对奶牛产奶性状具有显著遗传效应。以北京地区7个牧场的1059头中国荷斯坦母牛为试验群体,采集尾根静脉血并提取基因组DNA,通过飞行时间质谱方法检测SNP位点基因型,利用SAS9.4软件的MIXED过程进行关联分析。结果表明,RPL23A基因的SNP位点g.20146771C>T与第1泌乳期5个产奶性状达到显著或极显著关联(P=0.0001~0.0416),其优势等位基因为T;ACACB基因的g.63878254T>C位点与第1泌乳期产奶量、乳脂量和乳蛋白量呈极显著关联(P<0.01),其优势等位基因为C;g.63962768G>A位点与第1泌乳期产奶量、乳脂量、乳脂率和乳蛋白率关联显著或极显著(P=0.0001~0.0391),其优势等位基因为A。综上,RPL23A基因主要影响中国荷斯坦牛产奶量和乳蛋白,ACACB基因对产奶量和乳脂具有显著遗传效应,3个SNP位点可考虑作为遗传标记用于标记辅助选择培育奶牛高乳蛋白乳脂新品系和选育提高。     

中国荷斯坦奶牛RPL23A、ACACB基因3个SNPs检测及其与产奶性状的关联分析

旨在开展奶牛群体高乳成分功能基因的验证与筛选,利用微流控芯片自主选育技术分析北京地区母牛群体高乳蛋白、高乳脂基因频率,同时分析基因多态性及其与产奶性状的相关性。本研究对北京地区8个大型奶牛场1 596头中国荷斯坦奶牛RPL23A、ACACB基因的多态性进行了检测,所有个体均为3胎以内的泌乳牛,收集每头牛所有测定日的产奶量、乳脂率、乳蛋白率等数据,同时对3个多态位点不同基因型与产奶性状进行了关联分析。RPL23A基因的SNP位点g.20146771G>A,在第一泌乳期,与产奶量、乳脂量、乳脂率和乳蛋白量均达到极显著关联（P<0.01）,第二泌乳期,g.20146771G>A与5个产奶性状均呈极显著关联（P<0.01）。ACACB基因的SNP位点g.63962768C>T,在第一泌乳期,与产奶量、乳脂量、乳脂率和乳蛋白量均呈极显著关联（P<0.01）,在第二泌乳期,与产奶量、乳脂量、乳脂率和乳蛋白率呈极显著关联（P<0.01）。结果表明,RPL23A、ACACB基因可以作为影响中国荷斯坦奶牛产奶性状的候选基因用于标记辅助选择,以上基因位点可能通过直接或间接的途径影响奶牛的乳脂或乳蛋白性状,对产奶性状起到重要调控作用。本研究为荷斯坦奶牛后续的标记辅助选择奠定了良好基础。     

基于GWAS后分析策略研究TRAPPC9基因对奶牛产奶性状的遗传效应

本研究基于课题组前期对北京地区中国荷斯坦牛群体产奶性状全基因组关联分析结果,在新的中国荷斯坦牛群中将转运蛋白颗粒复合体9(TRAPPC9)基因作为产奶性状的候选基因进行遗传效应验证。研究利用混池测序寻找SNPs位点,结合前期GWAS结果筛选到的SNPs位点,进而分析这些多态性位点与中国荷斯坦牛产奶性状的相关性。结果发现,SNP1、SNP2位点对乳蛋白率和乳糖率效应均显著(P0.05);SNP3位点对乳脂率和乳蛋白率的效应均极显著(P0.01);SNP4位点对乳脂率有极显著影响(P0.01);SNP5位点对乳脂率和乳糖率的效应显著(P0.05)。同时发现TRAPPC9基因的表达量对产奶性状也有显著影响(P0.05),而TRAPPC9基因启动子区DNA甲基化对产奶性状无直接显著影响。该结果进一步表明,TRAPPC9基因可以考虑作为分子遗传标记应用于中国荷斯坦牛产奶性状的标记辅助选择。     

GnRH1基因多态性与奶牛繁殖、产奶和热应激反应性状的关联分析

为探究GnRH1基因多态性与奶牛繁殖性状、产奶性状和热应激抗性的关系，本研究基于70头中国荷斯坦公牛的DNA混池测序，对GnRH1基因全序列及上下游2 000 bp进行SNP位点扫描，在外显子2上发现1处同义突变位点g.72735118A>G，采用竞争性等位基因特异性PCR(KASP)技术对1 160头泌乳期健康荷斯坦牛进行SNP分型，并采用GLM模型对SNP位点g.72735118A>G与繁殖、产奶和热应激反应性状的育种值进行关联分析。群体遗传学分析显示，位点g.72735118A>G符合哈代-温伯格平衡，基因型AA、AG和GG的频率分别为0.48、0.44和0.08，最小等位基因频率为0.30，多态性信息含量为0.42。关联分析表明，位点g.72735118A>G与初产日龄、首次配种受胎率、产犊至首次配种间隔、青年牛和经产牛首末次配种间隔等繁殖性状极显著相关，与头胎产奶量、乳脂量和乳蛋白量等产奶性状极显著相关，同时与直肠温度极显著相关。位点g.72735118A>G的不同基因型中，GG型个体的头胎产奶性状和繁殖性状均表现更优，但抗热应激能力较差；然而，...     

中国荷斯坦牛SCD1基因多态性与泌乳性状的关联分析

本研究旨在探索中国荷斯坦牛SCD1基因多态性与产奶性状的相关性.以上海某奶牛场610头中国荷斯坦牛为试验材料,采用PCR-SSCP法对SCD1基因A293V位点遗传多态性进行分析,利用一般线性模型分析SCD1基因A293V位点突变对测定日产奶量、乳脂率、乳蛋白率、305天校正产奶量、乳脂量、乳蛋白量及体细胞评分7个泌乳性状的影响.共检测到AA、AV和VV 3种基因型,频率分别为0.634、0.323和0.043,等位基因A和V的频率分别为0.796和0.204.该位点突变对乳脂率、乳蛋白率的影响达到显著水平(P＜0.05),对测定日产奶量、305天校正产奶量、305天乳蛋白量和305天乳脂量以及体细胞评分影响不显著(P＞0.05).多重比较表明,VV基因型个体的乳蛋白率、乳脂率极显著高于AA、AV型个体(P＜0.01).SCD1基因A293V位点突变对中国荷斯坦牛泌乳性状的遗传效应有一定程度的影响,但影响机理需要进一步的研究.     

荷斯坦奶牛GHR基因F279Y多态位点与产奶性状的关联分析

为了研究GHR基因F279Y多态位点与宁夏地区荷斯坦奶牛产奶性状的关联性,试验采用Sequenom单核苷酸多态性(SNP)分型检测确定768头宁夏地区荷斯坦奶牛的基因型,用最小二乘法对产奶性状进行关联性分析。结果表明:GHR基因F279Y位点A、T等位基因频率分别为0.145 8,0.854 2。AA基因型305 d产奶量优于其他2种基因型(P0.05),TT基因型乳脂率极显著高于其他2种基因型(P0.01),AT基因型与TT基因型乳蛋白率差异极显著(P0.01),因此等位基因A对产奶量有正效应,等位基因T是乳脂率、乳蛋白率的优势基因。     

中国荷斯坦牛PIK3CB基因多态性及其与繁殖和产奶性状的关联分析

【目的】 探究磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸3-激酶催化亚单位β（PIK3CB）基因多态性及其与中国荷斯坦牛繁殖和产奶性状的关系。【方法】 通过混池测序对中国荷斯坦牛PIK3CB基因进行单核苷酸多态性（SNP）位点筛选,采用竞争性等位基因特异性PCR （KASP）技术在1 160头健康泌乳中国荷斯坦牛中进行SNP分型并进行群体遗传学分析,采用线性模型进行SNP与11个繁殖和产奶性状基于单位点和单倍型组合的关联分析。【结果】 在PIK3CB基因中共检测到了17个SNPs,筛选出7个SNPs用于后续分析。关联分析发现,7个SNPs与多个目标性状存在显著或极显著的关联（P<0.05;P<0.01）;位于外显子区域的g.130433743 A>G位点AA基因型个体和位于可变剪接区域的g.130448069 G>A位点GG基因型个体,其经产牛首末次配种间隔、产奶量、乳蛋白量和乳脂量最低,体细胞评分最高,上述基因型个体具有较短的首末次配种间隔,而产奶性能相对较差;g.130387717 G>A位点AA基因型个体,其初配日龄和青年牛首末次配种间隔最低,产奶量、乳蛋白量和乳脂量最高,该基因型个体的繁殖和产奶性能均较好,上述3个SNPs位点可作为中国荷斯坦牛繁殖和产奶性状的候选位点重点关注。单倍型分析发现,PIK3CB基因的g.130387717 G>A、g.130430832 A>－、g.130433743 A>G、g.130433982 C>T、g.130446073 C>T和g.130448069 G>A 6个SNPs紧密连锁形成一个单倍型块,且与多个目标性状存在显著或极显著关联（P<0.05;P<0.01）,其中H2H3和H2H4单倍型组合个体的繁殖和产奶性能较好,为优势单倍型组合。【结论】 中国荷斯坦牛PIK3CB基因存在丰富的遗传变异,其多态性与繁殖和产奶性状存在关联,g.130433743 A>G、g.130448069 G>A和g.130387717 G>A位点可作为潜在分子标记,为中国荷斯坦牛的平衡育种提供理论依据。     

中国荷斯坦牛DGAT1基因与产奶性状关联分析

以北京地区来自17个公牛家系的1222头中国荷斯坦母牛为试验材料,采用PCR—RFLP技术对DGAT1基因进行了遗传多态性分析,共检测到KK、KA和AA3种基因型,频率分别为0．1432、0．6097和0．2471;采用混合动物模型对数据进行拟合,通过SAS（8．02）软件对5个产奶性状与DGAT1基因的关联程度进行了统计分析。结果表明,DGAT1不同基因型间的305d产奶量、乳脂量、乳蛋白量差异极显著（P〈0．01）;多重比较结果显示：AA基因型的305d产奶量和乳蛋白量显著高于KK基因型（P〈0．01）,其乳脂量显著低于KK基因型（P〈0．01）。结果提示DGAT1基因对奶牛产奶性状具有较大遗传效应,可以用于中国荷斯坦牛产奶性状的分子标记辅助选择。     

中国荷斯坦牛PRKACA基因对产奶性状的遗传效应分析

前期研究发现蛋白激酶cAMP-激活的催化亚基α(Protein Kinase cAMP-Activated Catalytic Subunit Alpha,PRKACA)基因在中国荷斯坦牛干奶期、泌乳初期和泌乳高峰期的肝脏组织中差异表达且与脂质代谢相关,参与胰高血糖素、胰岛素信号通路和脂肪细胞中脂解调节等通路。因此,该基因被认为是奶牛产奶性状关键的候选基因。本研究进一步验证PRKACA基因对中国荷斯坦牛产奶性状是否具有显著的遗传效应。利用45头公牛的混池基因组DNA对PRKACA基因的全部编码区以及上、下游调控区各2 000 bp区段进行重测序,在其5’调控区发现1个单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism,SNP）位点g.11592189C>T。利用靶向测序基因型检测技术（Genotyping by Target Sequencing,GBTS）对北京地区926头中国荷斯坦母牛进行个体基因型检测。基于混合动物模型,利用SAS 9.4软件将该SNP位点与5个产奶性状进行关联分析。结果显示,在第1泌乳期,g.11592189C>T位点与产奶...     

荷斯坦奶牛STAT5A基因的SNPs检测及其与产奶性状的关联分析

根据GenBank公布的牛STAT5A基因的2个SNPs（AJ237937和AF079568）的引物序列,采用PCR-SS-CP方法对758头中国荷斯坦奶牛进行了STAT5A基因多态性检测,并将其与5个产奶性状进行了关联分析。在SNP1的9501碱基处发现A→G突变;SNP2中发现2个连锁点突变,即12 440位T→C和12 550位的CCT插入/缺失;方差分析结果表明：SNP1对乳蛋白率有显著影响（P〈0.05）;SNP2对产奶量有极显著影响（P〈0.01）,对乳脂量、乳蛋白量有显著影响（P〈0.05）;单倍型组合对产奶量和乳蛋白量有极显著影响（P〈0.01）,对乳脂量有显著影响（P〈0.05）。多重比较分析表明SNP2的AB基因型的产奶量、乳脂量和乳蛋白量的最小二乘均数极显著（P〈0.01）或显著（P〈0.05）高于基因型AA;而单倍型组合H1H2的产奶量、乳脂量和乳蛋白量的最小二乘均数显著（P〈0.05）或极显著（P〈0.01）高于其它4种单倍型组合;H3H4对产奶量和乳蛋白量的效应极显著高于其它4种单倍型组合（P〈0.01）。结果提示：STAT5A基因可以作为奶牛产奶性状的候选分子遗传标记。     

丙酸镁对泌乳早期奶牛体况、泌乳性能和代谢参数的影响

选用36头经产奶牛,根据泌乳期、上一泌乳期305 d产奶量和预产期,采用随机区组设计分为4组,对照组饲喂基础日粮,处理1,2和3组分别在基础日粮基础上添加丙酸镁50,100和150 g/d,研究丙酸镁对泌乳早期奶牛采食量、泌乳性能、血液代谢参数和尿酮浓度的影响。结果表明,添加丙酸镁对奶牛的采食量、乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和乳干物质率无显著影响,添加丙酸镁100和150 g/d对产乳量、饲料转化效率、体况及代谢参数有改善,该二处理组产奶量、饲料转化效率、体况评分、能量平衡、血浆葡萄糖和胰岛素浓度均显著高于对照组(P<0.05),而血浆游离脂肪酸和β-羟丁酸浓度显著低于对照组(P<0.05),尿酮浓度(除100 g/d组产后7 d测定值与50 g/d组无显著差异外)显著低于对照组和50 g/d组(P<0.05)。根据试验结果,丙酸镁适宜添加量为100 g/d。     

糊化羟甲基蛋氨酸钙对泌乳中期奶牛产奶量及乳成分的影响

选用15头泌乳中期的荷斯坦奶牛，研究糊化羟甲基蛋氨酸钙对泌乳中期的奶牛产奶量及乳成分的影响。将试验牛分为3组，分别饲喂糊化羟甲基蛋氨酸钙（A组）、羟甲基蛋氨酸钙（B组）和对照组（C组）,A组和B组的添加量分别为400 g和20 g。试验结果表明：A组和B组产奶量比C组分别提高4.97%和3.99%，差异显著(P<0.05)；3组试验牛的采食量差异不显著(P>0.05)；A组和B组乳脂率比C组提高5.26%和3.99% (P<0.05)；3组试验牛乳蛋白率、非脂固形物、全脂固形物、乳糖都差异不显著(P>0.05)。本研究结果表明，补饲糊化羟甲基蛋氨酸钙能增加产奶量，提高乳脂率含量，提高奶牛的养殖经济效益。     

产犊季节、胎次及牛场对荷斯坦牛泌乳性能的影响

本研究收集了3个千头以上奶牛场共8872条相关信息,采用多因素方差分析法分析了不同产犊季节、胎次和牛场对泌乳天数、305d校正奶量、305d脂肪产量、305d蛋白产量和全泌乳期产奶量5个泌乳性能指标的影响。结果表明,不同产犊季节、胎次和牛场都极显著影响奶牛的该5项泌乳性能（P〈0．01）。夏季和秋季产犊奶牛的泌乳性能较为理想。夏季产犊奶牛的泌乳天数和全泌乳期产奶量最高,其他三个泌乳性能指标都位居第二;秋季产犊奶牛的305d校正奶量、脂肪产量和蛋白产量都显著高于其他三个季节（P〈0．05）,泌乳天数和全泌乳期产奶量也仅次于夏季。头胎牛的各项泌乳性能都显著高于其他胎次的奶牛（P〈0．05）,其次为2胎产犊奶牛。随着胎次的增加,泌乳性能的各项指标都有不同程度的降低。不同的牛场极显著地影响奶牛的泌乳性能（P〈0．01）。     

Three novel single-nucleotide polymorphisms of MBL1 gene in Chinese native cattle and their associations with milk performance traits

Mannan-binding lectin (MBL), a pattern recognizing serum protein, participates in the innate immune system of mammals as an opsonin. In humans, single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in MBL2 gene were found to cause various innate immune dysfunctions. In the present study, we discovered three single-nucleotide polymorphisms of the MBL1 gene in Chinese native cattle and analyzed their associations with milk traits. By screening the genetic variation of MBL1 in 1053 individuals of three Chinese native cattle breeds including China Holstein, Luxi Yellow and Bohai Black using created restriction site–polymerase chain reaction (CRS–PCR), PCR–restriction fragment length polymorphism (PCR–RFLP) and DNA sequencing techniques, three new SNPs, g.855G>A, g.2651G>A and g.2686T>C, were found to have allele frequencies of 0–12.65%, 24.07–42.39% and 56.95–73.68%, respectively. While SNP g.855G>A is located within intron ?, the other two SNPs reside in the exon II region with one mutation being non-synonymous (GTT (Val) > ATT (Ile)) and the other synonymous (GCT (Ala) > GCC (Ala)). Among the 596 Chinese Holstein cattle with at least 3 lactation Dairy Herd Improvement (DHI) records, eight different haplotypes and 19 genotype combinations were detected. Statistical analyses revealed no correlation between either g.855G>A or g.2686T>C and somatic cell score (SCS), however significant association was found between g.2651G>A and SCS, suggesting a possible role of this SNP in the host response against mastitis. Our data also suggested that the combined genotypes of GGC/AAC with the lowest SCS, AAT/AAT with the highest protein content and AGC/AGC with the highest 305-d milk yield were favorable combinations for mastitis resistance and milk production traits. Therefore, GGC/AAC, AAT/AAT and AGC/AGC can be used as possible candidates for marker-assisted selection in the dairy cattle breeding program.     

上海地区荷斯坦牛体型外貌与产奶性状的相关分析

体型外貌性状是奶牛重要的选种指标,是奶牛保持高产、稳产、健康长寿的关键所在。本研究的目的在于探寻上海地区荷斯坦牛体型外貌与产奶性状的相互关系。、随机选取上海市28个奶牛场总计871头第二泌乳期荷斯坦母牛作为研究对象,记录并测定其305d产奶量、乳脂率、乳蛋白率3个产奶性状,体型外貌性状采用9分制评分结果．利用相关分析方法确定体型总分及7个体型外貌性状与各产奶性状之间的关系,结果表明,体型总分与305d产奶量、乳脂率呈极显著正相关（P〈O．01）;体躯容量性状和产奶量呈极显著正相关：肢蹄性状与乳脂率、乳蛋白率呈极显著正相关,与产奶量显著正相关（P〈O．05）;尻部性状与乳脂率呈显著正相关．。最终得出肢蹄、体躯容量、尻部性状是影响荷斯坦牛产奶性状的最主要因素,体型外貌鉴定评分对于筛选高产、优质荷斯坦母牛及选种选配工作具有指导意义。     

初配月龄对澳系荷斯坦牛头胎泌乳性能的影响

本试验采用海丰奶牛场有限公司2 480头澳系荷斯坦牛初配月龄及其第一胎泌乳性能数据,分析不同初配月龄对第一胎泌乳天数、全泌乳期实际产奶量、305天校正奶量、305天脂肪产量和305天蛋白产量的影响。结果表明,22月龄初配奶牛305天校正奶量最高(8 934±1 667kg),其次为14月龄,24月龄305天校正奶量最低。14月龄初配奶牛全泌乳期产奶量最高(9 369±1 375kg),并且14~16、19~22月龄初配奶牛全泌乳期产奶量显著高于其他月龄奶牛(P<0.05)。22月龄初配奶牛305天脂肪产量和蛋白产量均达到最高。综上,该场澳系进口荷斯坦牛初配月龄为14月龄时最佳。