华西牛胴体及原始分割肉块重量性状遗传参数估计与全基因组关联分析

旨在利用基因组信息来估计华西牛胴体性状与原始分割肉块重量性状遗传参数并挖掘与之相关的重要候选基因。本研究以1 585头18月龄华西牛屠宰个体17个胴体及原始分割肉块重量性状为研究对象，利用GCTA与R软件以及770K高密度芯片数据，对17个性状进行遗传参数估计以及候选基因挖掘。结果显示，四肢及臀部区域原始分割肉块重量性状属于高遗传力性状(0.41～0.57),躯干部分原始分割肉块重量以及出栏重、胴体重、屠宰率、净肉率属于中等遗传力性状(0.19～0.39)。GWAS分析共检测出26个显著SNPs位点并定位到24个候选基因，富集分析显示相关候选基因参与细胞增殖、脂质代谢及能量转换等过程，NSMF、NOXA、TEFM、MATN1、MKX、FOXO1等基因为华西牛肌肉生长候选基因。结果为华西牛后续育种策略的细化提供参考。     

西门塔尔牛、和牛与荷斯坦牛杂种优势预测及实际杂交效果分析

旨在利用覆盖全基因组和性状的特异性SNPs标记预测和牛、西门塔尔牛与荷斯坦牛杂种优势,为牛杂种优势利用和选种选配提供参考依据。本研究分别利用牛Illumina Bovine HD 770 K和GGP Bovine 100 K芯片对464头和牛、1 222头西门塔尔牛和43头荷斯坦牛3个亲本群体进行基因型分型,并通过牛QTLs数据库筛选与目的性状对应的QTLs,对比牛参考基因组映射得到与初生重、周岁重、胴体重性状相关的特异性SNPs;然后构建覆盖全基因组和性状特异性SNPs两种标记状态同源矩阵,通过计算杂交组合亲本间的遗传距离来预测品种间杂种优势,并利用配合力分析验证较优组合的实际杂交效果。结果表明,基于全基因组和性状特异性SNPs计算的各杂交组合遗传距离差异不显著。在全基因组水平上,西门塔尔牛♂×荷斯坦牛♀（S×H）与和牛♂×荷斯坦牛♀（W×H）亲本间杂交组合遗传距离分别为0.346 1和0.338 9;在初生重、周岁重和胴体重性状上,S×H亲本间遗传距离分别为0.343 1、0.348 7和0.336 7,而W×H遗传距离分别为0.337 6、0.340 7和0.329 2;两种SNPs标记计算的遗传距离均为S×H较大,W×H次之。因此,在初生重、周岁重、胴体重性状上,S×H为较优杂交组合。通过分析德系西门塔尔牛♂×荷斯坦牛♀实际杂交群体的配合力,发现10个父系在初生重性状上一般配合力和特殊配合力均为正效应,最高效应值分别达到3.760 9和8.931 2。西门塔尔牛与荷斯坦牛杂交可在初生重、周岁重和胴体重获得较高的杂种优势。     

利用两种统计模型对中国肉用西门塔尔牛屠宰性状的全基因组关联分析

旨在利用两种统计模型对中国肉用西门塔尔牛的胴体重和骨重两个屠宰性状进行全基因组关联分析(GWAS),并比较不同模型的分析结果,促进GWAS的方法研究。本研究以1 301头中国肉用西门塔尔牛为试验材料,通过实地采集和测量获得样品和表型数据,通过提取样品DNA,并利用Illumina BovineHD(770K)芯片分型获得基因型数据,采用线性混合模型(LMM)和复合区间定位-线性混合模型(CIM-LMM)两种模型进行关联分析,定位影响目标性状的显著SNPs及候选基因;同时对两种模型的GWAS结果进行对比,探讨模型的优劣。结果表明,CIM-LMM检测到了LMM检测的所有显著SNPs(P0.05),显示出更高的统计效力。本研究共识别8和7个SNPs分别与胴体重、骨重显著关联,其中有2个SNPs与这两个性状都相关。这些SNPs主要分布于3、5、6、10、14、16、17号染色体上,其中6号和14号染色体显著SNPs分布较为集中;最终找到了11个候选基因,同时探讨了GCNT4、ALDH1A2、LCORL和WDFY3等基因的功能。本研究为中国肉用西门塔尔牛屠宰性状的遗传机理做了探索,并且为GWAS研究方法开拓了新的思路。     

肉用西门塔尔牛群体生长曲线拟合及体重与体尺相关性分析的研究

旨在对内蒙古乌拉盖地区肉用西门塔尔牛群体的体重和体尺等性状进行分析,研究其生长发育规律并构建通过体尺预测体重的回归方程。本研究测定了2 162头肉用西门塔尔牛从出生到20月龄的体重、体高、十字部高、体斜长、胸围和腹围,利用Logistic、Brody、Gompertz和Bertallanffy 4种模型拟合其生长曲线,分别估算出4种曲线方程中的相关参数,并进行体重与体尺的相关性与回归分析。结果表明,4种曲线模型对肉用西门塔尔牛体重和体尺生长过程均有较好的拟合度(R~20.98),但对于不同的性状,最佳拟合模型不同。体重与体尺相关关系表明,体重与体斜长、胸围、腹围的相关性较高,其中体重与胸围的相关系数最高(0.958 55)。其体尺与体重之间呈极显著正相关关系。预测体重回归方程为Y=-366.485 70+1.307 37 X_3+3.896 12 X_4-0.417 50 X_5。研究表明,Gompertz和Bertallanffy两种模型对体重的拟合优于其他两种模型,Brody模型对体高、体斜长、胸围、腹围和十字部高的拟合效果均是最优。体重预测回归方程具有统计学意义,为肉用西门塔尔牛群体的进一步选育提供数据基础。     

西门塔尔牛CS基因多态性与肉质性状的相关性分析

以柠檬酸合成酶基因（citrate synthetase,CS）为候选基因,分析了该基因外显子3的遗传多态性与西门塔尔牛肉质性状的相关关系。选用95头西门塔尔牛为试验材料,采用PCR-RFLP的方法对该基因的外显子多态性进行检测,并利用SPSS软件对该外显子多态性与肉质性状的相关性进行分析。结果表明：CS基因第三外显子第206bp处存在G/A突变,该基因多态性与脂肪颜色呈显著相关,AA型显著高于BB型。对其他性状的影响差异不显著。通过研究CS基因外显子的多态性,为西门塔尔牛利用该基因的多态性进行分子育种提供了试验依据。     

基于高密度SNP芯片技术对中国西门塔尔牛SCD1基因与肉质性状的相关性分析

试验借助高密度SNP芯片技术在整个基因组范围内对223头中国西门塔尔牛群体进行基因分型,在SCD1基因上发现7个SNPs位点,对各SNP位点与西门塔尔牛肉质性状进行相关性分析。结果表明,SCD1基因的7个SNPs位点均与大理石花纹等级显著相关(P<0.05或P<0.01);A10050C、A13655G、C14790T和A15565G4个位点对剪切力影响显著(P<0.05);位点A13655G对肌内脂肪含量影响显著(P<0.05);位点A10050C、C14790T、A15565G不同基因型个体间脂肪颜色差异显著(P<0.05)。单体型分析结果显示,7个SNPs位点共构成6种单体型和14种单体型组合。单体型组合H3H6与高肌内脂肪含量极显著相关(P<0.01);单体型组合H6H6与优质大理石花纹极显著相关(P<0.01);单体型组合H4H6与高剪切力值显著相关(P<0.05);各单体型组合对肉色和脂肪颜色影响不显著。     

牛GDF9和BMP15基因遗传变异与双胎性状的关系研究

以生长分化因子9(Growth differentiation factor 9,GDF9)基因和骨形态发生蛋白15(Bone morphogenet-ic protein 15,BMP15)基因作为牛双胎性状的候选基因,研究了它们在鲁西牛、秦川牛、南阳牛和中国荷斯坦牛4个品种中的遗传变异,并在鲁西牛群体中研究了其多态位点与双胎性状的关系。结果表明:在鲁西牛中GDF9基因的3′UTR发现缺失突变,而其它3个品种中没有发现该突变。对鲁西牛群体中该多态位点与单、双胎性状之间进行卡方显著性检验表明,单胎牛群体与双胎牛群体基因型分布有极显著的差异(P=0.006),双胎牛群体的B等位基因频率明显大于单胎牛群体。通过生物信息学分析表明,突变体mRNA的二级结构与野生型相比总自由能值差异不大,但突变体mRNA翻译起始位点的二级结构稳定性明显大于野生型。在鲁西牛、南阳牛和秦川牛的BMP15基因中发现编码区第759~762位有GAAA 4个碱基存在缺失突变,但没有检测到突变纯合个体,中国荷斯坦牛中没有检测到该突变。卡方显著性检验表明单胎牛群体和双胎牛群体在该位点基因型组成差异不显著(P=0.947)。     

不同筛选方法的低密度SNP集合填充准确性比较

【目的】尝试通过在华西牛参考群高密度标记芯片位点中,使用两种标记筛选方法挑选具有代表性的且密度梯度不同的SNP位点集合,后利用基因组填充策略在相同填充参数下将低密度芯片数据填充至高密度继而进行后续基因组研究,从而达到降低华西牛基因型分型成本的目的。研究分别比较了不同标记集合填充准确性和填充一致性的差异,阐述了标记筛选方法、标记密度、最小等位基因频率和参考群体数量等4个因素对填充结果的影响,为华西牛低密度SNP填充芯片设计提供参考。【方法】将质控后剩余的1 233头华西牛群体随机分为参考群(986头)和验证群(247头)。使用等间距法(equidistance,EQ)和高MAF法(high MAF,HM)两种标记筛选方法分别从华西牛参考群体的Illumina Bovine HD芯片位点集合中筛选出16种不同密度的SNP集合,共生成32种不同SNP梯度密度集合。随后在验证群体中利用Beagle(v5.1)软件将各低密度集合填充至770 k密度水平,计算填充准确性和填充一致性并对填充性能影响因素进行分析。【结果】32种低密度SNP集合的标记数量在100—16 000之间,窗口最大为24 17...     

牛对氧磷酶1基因和对氧磷酶2基因原核表达载体的构建及其表达分析

为制备和纯化对氧磷酶(PON1和PON2)蛋白做准备，对牛的PON1和PON2基因进行克隆并在大肠杆菌中表达。从牛肝脏组织中用RT-PCR扩增PON1和PON2 cDNA的全长编码序列，连接到原核表达载体pET28a中，构建重组表达质粒并转化到大肠杆菌BL21（DE3）中，以IPTG诱导表达目的蛋白，SDS-PAGE分析表达情况。 结果表明，成功克隆了PON1和PON2两个基因的cDNA的全长编码序列，酶切及测序鉴定证明，获得含有目的基因片段的重组质粒，表达的牛的PON1和PON2融合蛋白以可溶性的形式存在。这为进一步制备和纯化PON1和PON2蛋白，以及探索其在家畜使用寿命中的研究和提高犊牛初生重的作用等方面提供依据。