全基因组关联分析揭示白羽肉鸡孵化性状的遗传基础

旨在揭示白羽肉鸡孵化性状的遗传基础。本试验以白羽肉鸡A、B两个公鸡群体为素材，测定A群体5个世代(556只)、B群体3个世代(398只)的40周龄种蛋受精率和孵化率，并利用55K SNP芯片对两个群体共954个健康个体进行基因分型。基于系谱和基因型信息计算的A群体的受精率遗传力分别为0.21和0.14。利用混合线性模型对受精率和孵化率进行全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)。全基因组关联分析共关联到12个显著SNPs,分布在1、9、11、12、20号染色体上，其中有9个SNPs与受精率显著关联，有3个SNPs与孵化率显著关联，对A群体受精率高、低组各4只公鸡睾丸组织进行转录组测序，实时荧光定量PCR验证两个差异表达基因。全基因组关联分析筛选出9个与受精率相关的候选基因COPG1、ADAMTS18、FABP2、CDH8、SLCO4A1、ATP13A3、NELL2、VEZT和IGHMBP2;3个与孵化率相关的候选基因TMEM、SCO1和MYH1A。转录组测序与荧光定量PCR验证了两个与受精率相关的候选基因HMGCLL1和COA6。本研究...     

鸡血糖性状的全基因组关联分析

旨在挖掘影响鸡血糖性状的有效SNP位点及功能基因,为优质肉鸡分子育种工作提供有效的理论支撑。本试验选取407只京星黄母鸡于98日龄屠宰,酚仿法提取血液DNA,进行深度为10×的全基因组重测序;葡萄糖氧化酶法测定血清中血糖水平,基于全基因组重测序和血糖表型数据进行全基因组关联分析(GWAS)。结果,GWAS共筛选到6个血糖相关的SNPs位点(关联阈值P1.43×10~(-6))。基因注释发现,rs734134177在UBE3D基因第8内含子上,其编码蛋白为泛素蛋白连接酶。该位点携带野生型(AA)个体的血糖水平极显著高于突变型(GG)个体(P0.01);rs794554022位于ACAD9基因下游D 93.5 kb处。ACAD9蛋白为酰基辅酶A脱氢酶家族的成员之一,是细胞线粒体中脂肪酰基辅酶A进行β-氧化过程中的限速酶。rs794554022位点携带野生型(AA)个体的血糖水平极显著低于携带突变型(CC)个体的(P0.01)。以上位点可能是调控血糖水平的相关候选SNPs位点,这两个位点所在基因可能参与了肉鸡血糖代谢的调控过程,这些结果将为调控肉鸡血糖代谢进而改善肉品质的育种工作提供候选的分子标记,为肉鸡血糖代谢的调控提供了新的思路。     

立华麻黄鸡体重和肉品质性状全基因组关联分析

旨在利用全基因组关联分析(GWAS)方法挖掘影响肉鸡体重和肉品质性状的位点和功能基因，为快速型黄羽肉鸡的选育积累理论基础。本试验对象为393只立华麻黄终端父系公鸡，60日龄时进行称重并采集胸肌以测定肉品质性状。通过全基因组重测序获得个体遗传变异，使用PLINK、GEMMA和R软件对体重及肉品质性状进行GWAS分析。结果，共筛选到2个与体重、8个与肉品质性状显著关联的SNPs位点(P<1.15×10^-7);在潜在显著水平鉴定到52个与体重、296个与肉品质关联的位点(P<2.31×10^-6)。通过对这些关联的SNPs进行注释，共筛选到了99个与体重、27个与剪切力、28个与系水力、57个与pH、113个与肉色相关的候选基因。分析认为FSTL3、MBNL3、NPFF、PFKM、PRKG1、SLC13A5、MDFIC、FGD3、AQP1等基因可作为肉鸡体重和肉质性状的关键候选基因。以上研究结果为快速型黄羽肉鸡重要经济性状提供了重要的遗传变异位点和后续基因，为完善优质肉鸡分子选育方法、加快品种选育进展提供了关键的基础数据。     

玉山黑猪两种头型遗传机制的初步解析

旨在检测"马脸"型和"狮子头"型玉山黑猪在基因组上的遗传分化信号,结合全基因组关联分析(GWAS),鉴别影响玉山黑猪两种头型的候选基因并探寻其可能的形成机理。本研究选取玉山黑猪国家保种场的24头"马脸"型个体和12头"狮子头"型个体,利用Illumina猪60KSNP芯片对这些个体进行扫描和基因分型。基于60K SNP芯片数据,检测"马脸"型和"狮子头"型两个类群间的遗传分化系数(Fst)。同时,进行病例-对照的GWAS分析和连锁不平衡(LD)分析,根据Fst、GWAS和LD分析结果确定重要候选基因。结果表明,两个群体间最强的遗传分化信号位于猪10号染色体,GWAS同样在该区域检测到显著的关联位点。LD及单倍型分析将置信区间锁定在该染色体11.76~12.05 Mb的一段290kb的区域。本研究基于猪60K芯片数据,通过遗传分化分析、全基因组关联分析和连锁不平衡分析等手段,初步推测RAB3GAP2和IASR2为影响玉山黑猪头型的候选基因,该结果为进一步解析中国地方猪不同头型的形成机制奠定了基础。     

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。     

白耳黄鸡冠齿数性状全基因组关联分析

试验采用全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS)寻找与白耳黄鸡冠齿数性状相关的候选基因。以82只白耳黄鸡为试验材料,采集血液提取DNA,然后用Illumina鸡60 K芯片进行基因型分型,利用PLINK 1.90对分型结果进行质控后,采用GEMMA软件对SNPs(Single nucleotide polymorphisins)与性状做GWAS分析,定位出显著位点。结果显示:与冠齿数相关的SNP位点有7个,位于白耳黄鸡1、2、4号染色体上。通过基因功能注释,预测WNT9A基因可作为白耳黄鸡冠齿数的重要候选基因。研究结果将为白耳黄鸡冠齿数的选择提供候选分子标记,为地方鸡标记辅助选择提供新的思路。     

简化基因组测序在安格斯牛繁殖性状候选基因筛选中的应用研究

为了确定与安格斯牛繁殖性状相关的遗传标记和功能基因,试验采用简化基因组测序(dd-RAD)技术对安格斯牛繁殖相关基因进行研究,与初配月龄(AFS)、初产日龄(AFC)和产犊间隔(CI)等性状进行全基因组关联分析。结果表明：共检测到314 718个SNPs位点,与AFS和AFC性状显著关联的SNPs位点各27个,两性状相同候选基因为16个;与CI性状显著关联的SNPs位点和候选基因各3个。GO功能注释分析发现位于6,24,15,10号染色体的SLIT2、LAMA3、TEAD1和MCC基因为AFS和AFC性状的共同关键候选基因,5号染色体的KCNC2基因为CI性状的关键候选基因。说明筛选到的SLIT2、LAMA3、TEAD1、MCC和KCNC2基因可能是安格斯牛繁殖性状选育的分子标记。     

浙江省3个地方猪种繁殖性状的全基因组关联分析

本研究使用全基因组关联分析(GWAS)技术对嵊县花猪(SXHZ)、金华猪(JHZ)和淳安花猪(CAHZ)繁殖性状关联性强的SNP位点进行定位,寻找可能影响这些性状的基因。采集SXHZ 114头、JHZ 185头和CAHZ 31头血样制成干血斑样本,提取DNA将质检合格的样品用Illumina平台的GGP Porcine50K SNP芯片作基因型判定。繁殖性状数据来自各取样猪场。对SNP标记和样本进行质控,筛选合适数据作GWAS分析,定位出显著位点,在Ensembl和NCBI上寻找候选基因。结果表明:SXHZ独立GWAS有160个SNPs呈FDR校正水平显著;JHZ独立GWAS有124个SNPs呈FDR校正水平显著;经过META分析得到337个SNPs呈FDR校正水平显著,16个SNPs呈Bonferroni校正染色体水平显著;CAHZ的独立GWAS由于样本量小,初步分析的结果可靠性不高。初步筛选出SXHZ的候选基因为SEMA4D、EYA4、ZC3H12D、BANP、DIP2B和TUSC3;JHZ的候选基因为SPINK14、GRIP1和PPP3CA;META分析得出候选基因PACSIN2、ATP8A2、ZNF32、CTNNA2和FAT1,为进一步筛选繁殖性状的主效基因提供基础和参考。     

鸡血糖性状的全基因组关联分析

旨在挖掘影响鸡血糖性状的有效SNP位点及功能基因，为优质肉鸡分子育种工作提供有效的理论支撑。本试验选取407只京星黄母鸡于98日龄屠宰，酚仿法提取血液DNA，进行深度为10×的全基因组重测序；葡萄糖氧化酶法测定血清中血糖水平，基于全基因组重测序和血糖表型数据进行全基因组关联分析（GWAS）。结果，GWAS共筛选到6个血糖相关的SNPs位点（关联阈值P<1.43×10^-6）。基因注释发现，rs734134177在UBE3D基因第8内含子上，其编码蛋白为泛素蛋白连接酶。该位点携带野生型（AA）个体的血糖水平极显著高于突变型（GG）个体（P<0.01）；rs794554022位于ACAD9基因下游D 93.5 kb处。ACAD9蛋白为酰基辅酶A脱氢酶家族的成员之一，是细胞线粒体中脂肪酰基辅酶A进行β-氧化过程中的限速酶。rs794554022位点携带野生型（AA）个体的血糖水平极显著低于携带突变型（CC）个体的（P<0.01）。以上位点可能是调控血糖水平的相关候选SNPs位点，这两个位点所在基因可能参与了肉鸡血糖代谢的调控过程，这些结果将为调控肉鸡血糖代谢进而改善肉品质的育种工作提供候选的分子标记，为肉鸡血糖代谢的调控提供了新的思路。     

基于全基因组信息鉴定中国荷斯坦牛产奶性状基因及功能注释

前期研究基于中国荷斯坦牛女儿设计资源群体,采用Illumina公司Bovine50K微珠芯片对产奶性状进行了全基因组关联分析(GWAS),利用传递不平衡(L1-TDT)和回归分析(MMRA)2种统计分析方法共同检测到35个显著SNPs位点。本研究旨在基于该GWAS结果进一步对产奶性状基因进行鉴定及功能注释。基于牛基因组序列草图(Btau4.2),采用生物信息学和比较基因组学方法进行显著SNPs位置候选基因筛查和功能预测。分析发现,12个SNPs位点位于基因内部,23个位于基因侧翼,最终鉴定到28个位置候选基因,并确定了其物理位置、基因类型及潜在功能。基因功能可归纳为6种类型:调节机体营养成分代谢和平衡、细胞骨架或基质成分、调节细胞增殖和周期及凋亡、参与细胞信号转导和盐离子通道构成、具有激酶活性、参与mRNA转录调控或翻译调控。该研究为进一步鉴定中国荷斯坦牛产奶性状主效基因及功能验证打下了基础。     

雪山鸡A-FABP基因编码区SNPs与肌内脂肪酸含量关联分析

本研究利用MALDI-TOF-MS技术对67只雪山鸡A-FABP基因编码区候选单核苷酸多态性(SNPs)位点进行扫描,进一步验证SNPs是否存在,并且与脂肪性状进行关联分析。结果表明:A-FABP基因在外显子1中存在同义突变:即T/C突变,得到3种基因型,T、C等位基因频率分别为0.239和0.761,并处于遗传平衡状态;TT型个体的腿肌中C16∶0脂肪酸含量显著高于CT和CC型个体(P0.05)。初步认为A-FABP基因应是肌肉脂肪酸性状的候选标记。     

鸡体质量性状基因的全基因组关联研究

旨在利用全基因组关联分析(GWAS)方法挖掘畜禽各种经济性状相关候选基因及分子标记.本试验利用鸡的60 K SNP芯片,对北京油鸡初生、28、56、80和100日龄体质量进行GWAS研究.结果表明,共有9个SNPs位点达5％全基因组显著水平,与28或100日龄体质量显著相关,在这些显著位点附近包括LYRM1、LDB2等基因;还有96个SNPs位点达全基因组潜在显著水平,与检测的各个日龄体质量有潜在相关性.这些候选基因和分子标记的揭示为分子标记辅助选择技术的发展积累了素材.     

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。     

基于50K SNP芯片技术对金华猪和嵊县花猪繁殖性状的全基因组关联分析

本实验旨在利用全基因组关联分析(GWAS)搜寻与金华猪、嵊县花猪总产仔数(TNB)和产活仔数(NBA)相关的候选基因。选择205头金华猪和174头嵊县花猪为实验材料,通过提取血样DNA并利用Illumina猪50K SNP芯片进行基因型分型,利用PLINK v1.09对获得的基因型数据进行质控后用于GWAS研究。采用GEMMA软件中的混合线性模型(MLM)对每个SNP与性状做关联分析,定位出显著位点。结果表明:金华猪的20个SNPs呈基因组水平或染色体水平显著;嵊县花猪的2个SNPs呈基因组水平或染色体水平显著;META分析得到21个SNPs呈基因组水平或染色体水平显著。最终找到22个候选基因,根据基因功能注释推测NANOS1、E2F7、AEBP2是最可能影响总产仔数和产活仔数的候选基因。     

基于RAD-seq静原鸡保种群体的遗传变异分析

旨在分析静原鸡白羽、麻羽、黑羽保种群之间的遗传变异，挖掘调控特征性状的关键候选基因。本研究利用RAD-seq技术对180日龄特征明显、发育正常且健康的白羽、麻羽、黑羽静原鸡(每个羽色选取60个个体，40只母鸡，20只公鸡)进行测序，基于SNP标记计算观察杂合度(Ho)、群体内核酸多态性(Pi)、群体的平均近交系数(Fis)等指标，分析静原鸡3个类群的遗传多样性和群体结构，并通过选择性清除分析和全基因组关联分析(GWAS)筛选出候选基因，利用KOBAS对候选基因进行KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路富集,最终筛选出调控静原鸡羽色的候选基因。测序结果表明，静原鸡180个样品共产生198.83 Gb Clean Data，Q30达到93%以上。遗传多样性分析表明，白羽、麻羽、黑羽静原鸡分别鉴定出238 533、233 562和240 820个SNPs标记，Ho、Pi和Fis分别在0.273 2~0.278 2、0.304 9~0.309 6和0.096 1~0.109 8之间。群体结构分析表明，静原鸡根据不同羽色分为不同类群。通过选择性清除分析和全基因组关联分析共筛选出11个(FZD4、WNT16、EDNRB、TYR、KRAS、CTNNB1、DDC、MC1R、CAMK2A、PRKCB、PRKCA)与静原鸡羽色相关的候选基因，富集结果显示这些基因主要与黑色素生成、酪氨酸代谢和Wnt信号传导等通路相关。综上所述，本研究利用SNPs标记信息可以全面地评价静原鸡的保种现状，为静原鸡的遗传资源保护奠定理论基础。同时，筛选出了与静原鸡羽色性状相关的候选基因，为静原鸡不同羽色的品系化培育提供新的遗传标记和基因靶点。     

大白猪繁殖性状全基因组关联分析

本研究利用全基因组关联分析（GWAS）挖掘与大白猪总产仔数（TNB）、产活仔数（NBA）和健仔数（NHP）相关的候选基因。选择1 100头大白猪为实验材料，通过提取耳尾组织样DNA并利用“中芯一号”芯片进行基因型分型，采用PLINK v1.9对获得的基因型数据进行质控后用于GWAS研究。rMVP软件对每个SNP与性状做关联分析，确定出显著位点。结果表明：对于TNB性状共有3个SNPs呈基因组水平或染色体水平显著；NBA性状共有4个SNPs呈基因组水平或染色体水平显著；NHP分析得到18个SNPs呈基因组水平或染色体水平显著。在上述显著SNPs附近共有23个候选基因，根据基因功能注释推测ESR1、ZP3、YWHAG、HSPB1、MDH2、PCCB是能够影响繁殖性状的重要候选基因。     

基于单倍型肉牛屠宰性状全基因组关联分析研究

单倍型标记与数量性状基因座(quantitative trait loci，QTL)之间具有较强的连锁不平衡(linkage disequilibrium，LD)关系，在基因定位和因果突变鉴定方面具有较高的应用价值。为了评估单倍型标记在基因组研究中的作用，本研究在华西牛资源群体中，选取该群体于2008—2021年间屠宰的共计1 478头平均月龄为24个月的个体进行研究，其中公牛1 333头，母牛145头。利用770K高密度芯片数据，基于LD阈值(r²>0.3)及固定单核苷酸多态(single nucleotide polymorphism,SNP)个数(5个连续SNP)两种方法进行单倍型构建，分别采用单位点SNP标记和两种单倍型标记共3种标记，基于GCTA的混合线性模型(mixed linear model,MLM)，开展宰前活重(LW)和屠宰率(DP)等屠宰性状的全基因组关联分析(genome-wide association study，GWAS)，定位影响屠宰性状的显著(P<0.05) SNPs、单倍型块和候选基因，同时比较3种标记的GWAS结果，评估3种标记的优劣。结果显示，3种标记在全基因组范围内共找到16个的显著SNPs及单倍型区域，主要分布于1、5、6、14、16、17和28号染色体上，同时鉴定到FAM184B、PPM1K、LCORL、RIMS2等10个与屠宰性状相关的候选基因，其中，基于SNP标记方法鉴定到的3个候选基因，在利用基于单倍型标记的方法中也鉴定到，且单倍型鉴定到的显著性位点或区域大多位于基因内部。在两种单倍型构建方法中，与基于固定SNP个数构建单倍型进行GWAS相比，基于LD阈值的构建方法鉴定到了更多候选基因。本研究结果表明，以单倍型开展GWAS可以综合考虑SNP位点间连锁关系，能较好地揭示复杂性状的遗传结构。     

华西牛与雪龙黑牛背最长肌重量的全基因组关联分析

为了筛选华西牛和雪龙黑牛背最长肌重量相关的遗传标记和候选基因,试验以1 478头华西牛和452头雪龙黑牛为研究对象,对其背最长肌重量性状进行全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS),即测定其屠宰后背最长肌重量表型数据,利用Illumina Bovine-HD(770K)芯片对其基因组进行基因分型,采用FarmCPU模型和GEMMA模型对质控后的芯片数据进行GWAS,挖掘与华西牛和雪龙黑牛背最长肌重量显著相关的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)位点和候选基因。结果表明：华西牛与雪龙黑牛群体背最长肌重量表型性状均符合正态分布,且二者芯片数据经过质控后分别得到607 198,511 320个SNP位点,这些SNP位点在二者各个染色体上的分布比较均匀;利用FarmCPU模型在华西牛与雪龙黑牛群体分别检测到12个和9个与其背最长肌重量显著相关的SNP位点,且华西牛群体的显著SNP位点分别位于1,5,7,11,12,13,15,16,22,23号染色体上,鉴定到KCNAB1、PFN2、RNF13...     

鸭胸肌矿物元素含量全基因组关联分析

【目的】试验旨在利用全基因组关联分析(GWAS)鉴定影响鸭胸肌矿物元素含量的候选基因及分子标记,解析矿物元素性状的遗传机制。【方法】研究构建了北京鸭×野鸭F2代资源群体,利用个体血液样本进行全基因组重测序,采集8周鸭胸肌并根据国标方法测定7种常量矿物元素含量,结合重测序数据与矿物元素表型数据进行全基因关联分析,鉴定影响矿物元素含量相关基因。【结果】7种矿物元素的表型遗传力分别为磷(0.007)<铁(0.100)<镁(0.120)<钠(0.140)<钾(0.150)<钙(0.190)<锌(0.350)。相关性分析结果表明,镁和钾元素相关性最高(r=0.62),磷与镁、钾元素在鸭胸肌中的含量呈现较高的正相关,r值分别为0.43和0.56。通过GWAS鉴定出与锌元素含量显著相关的1个SNP位点在6号染色体12 075 283 bp处达到全基因组水平上的显著关联(-log₁₀P-value=8.03),与最高点SNP高度相关的39个SNPs将候选区间缩小至39 kb,该区间内仅存在1个基因SORCS3,结合基因功能注释与转录组分析确定S...     

中国荷斯坦牛初产日龄遗传评估及全基因组关联分析

基于高通量SNPs测序的全基因组关联分析为奶牛繁殖性状相关基因的探索提供了契机。本研究基于课题组前期中国荷斯坦牛基因组测序芯片的结果,通过DMU(v 6.0)采用AI-REML结合EM算法的动物模型对北京地区2001-2011年10年间19 111头中国荷斯坦母牛初产日龄记录进行遗传参数估计,并应用PLINK(v 1.07)将大群估计的2 172头中国荷斯坦母牛初产日龄性状的育种值(EBV)作为表型值,进行基于无关群体设计的全基因组关联分析。通过全基因组水平的Bonferroni校正,共检测到1 700个SNPs与初产日龄显著相关。选取P值达到10-15的43个SNPs进行初步分析,其中12个位于X染色体上。显著SNPs上下游200kb范围内存在KLHL4、TRAM1、TRAM2、ZNF438、MATK等繁殖障碍疾病相关基因。7号染色体1 Mb(20.42~21.52 Mb)区域内多个SNPs位点与初产日龄显著相关。这些基因和区域可以作为影响初产日龄性状的重要候选基因和区域,为揭示奶牛繁殖性状的分子遗传基础积累了素材。