鸡重要性状全基因组关联分析研究现状及展望

全基因组关联研究(GWAS)是在全基因组范围内寻找与动植物重要经济性状相关联的遗传变异,最先应用于人类复杂疾病的研究,随着鸡全基因组图谱的完成与公布,以及不同密度SNP芯片的开发与推广,GWAS已经应用于鸡复杂性状的重要基因检测,是解析重要性状分子遗传机制强有力的分析方法。文章介绍了GWAS研究背景、原理与方法等,综述了GWAS在鸡体重、体尺、屠宰、肉质、繁殖、行为、抗病等重要性状上的研究现状,并预测GWAS技术在未来鸡育种中的应用前景,旨在为进一步利用GWAS进行鸡复杂性状的遗传基础研究以及鸡的全基因组选择(GS)育种提供参考。     

我国研制出首款鸡 55KSNP芯片

<正>近日,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所鸡遗传育种团队,在对中外鸡种全基因组重测序的基础上,整合对重要经济性状功能基因的显著位点,开展了自主芯片设计,研制出我国首款鸡55KSNP芯片。近年来,随着分子标记检测技术不断发展,分子育种进入了全基因组选择时代。相对于传统育种手段,全基因组选择具有育种值估计准确率高、有效提高育种工作效率等优点,已应用于奶牛、生猪的品系选育中。而与牛和猪比较,全基因组选择在家禽育种方面的研究和应用则相对较少。     

鸡基因组育种和保种用SNP芯片研发及应用

全基因组SNP变异检测是开展基因组育种(Genomic selection)和准确度量群体遗传多样性的基础。继国外开发出60 K和600 K鸡SNP芯片后,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所等单位,针对国产化鸡育种和地方种质资源保护的现状和需求,自主研发出了"京芯一号"55 K SNP芯片等高性价比的检测芯片。芯片特点包括:(1)包含中国地方鸡种特有遗传变异信息,兼顾国外商业化鸡种基因组信息;(2)整合大量的功能基因相关SNP位点;(3)在基因组上均匀分布;(4)密度适中,性价比高等。应用实践证明,鸡基因组SNP芯片在基因组选择育种、种质资源多样性分析、亲缘关系鉴定、基因组关联研究、基因定位等方面可发挥重要作用。文章以"京芯一号"55 K SNP芯片为重点,对鸡全基因组SNP芯片研发和应用的最新进展进行了综述。     

我国研制出首款鸡55KSNP芯片

<正>近日,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所鸡遗传育种团队,在对中外鸡种全基因组重测序的基础上,整合对重要经济性状功能基因的显著位点,开展了自主芯片设计,研制出我国首款鸡55KSNP芯片。近年来,随着分子标记检测技术不断发展,分子育种进入了全基因组选择时代。相对于传     

儋州鸡胸肌肉色性状全基因组关联分析

为挖掘影响地方鸡肉色性状的有效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，利用10×深度全基因组重测序技术对200只儋州鸡个体的肉色性状数据进行全基因组关联分析。结果显示，与肉色性状相关的全基因组和潜在显著水平的SNP位点分别为6个和13个，分别位于儋州鸡1、2、4、5号和Z染色体。通过KEGG通路分析和GO注释，预测ACAA2、ACSS3基因可作为儋州鸡肉色性状的重要候选基因。这些结果将为儋州鸡的育种提供候选分子标记，为地方鸡标记辅助选择提供新的思路。     

鹅源新城疫病毒基因组密码子使用分析

新城疫病毒(Newcastle Disease Virus,NDV)的跨种间传播机制是近年来研究的热点.选择NDV鹅源毒株ZJ1、SF02以及鸡源株、鸽源株和疫苗株La Sota株的全基因组序列,对其6个结构蛋白基因编码区序列运用SMS和CodonW软件进行了密码子使用分析,同时从物种密码子数据库获得鹅、鸡的密码子使用数据.与NDV基因组密码子使用情况进行比较.结果显示:鹅源、鸡源、鸽源与疫苗株NDV的基因组密码子使用情况基本一致;基因组密码子使用的偏向性较小,全基因组ENC值为57,6个编码基因的NEC值从54～60不等;基因组在密码子使用上存在28个优先使用的密码子,其中8个为高频使用密码子.鹅源NDV与鹅、鸡密码子使用偏性基本一致,仅5～6个密码子存在差异.     

坦布苏病毒鸡源分离株全基因组及遗传变异分析

为了解引起鸡产蛋骤降的坦布苏病毒全基因组分子特征,本试验运用RT-PCR技术克隆测定了2株坦布苏病毒鸡源分离株全基因组序列,其基因组为10 990nt,包含1个10 278nt的开放阅读框架,与GenBank数据库中登录的坦布苏病毒参考株一致,与2010年以来的坦布苏病毒毒株核苷酸及推导氨基酸同源性均在98%以上,与2010年前的坦布苏病毒核苷酸和氨基酸序列同源性仅分别为88%和96%左右。基于坦布苏病毒全基因组序列的分子系统进化分析,发现2株鸡源坦布苏病毒与2010年以来分离的各种禽源坦布苏病毒株均处于同一大的进化分支,且相互间的遗传距离均小于2%。以上研究结果表明,坦布苏病毒鸡源分离株与其他禽源病毒分离株的基因组差异不明显,各分离株亲缘关系非常近。     

禽腺联病毒全基因组的克隆及感染性病毒的拯救

为了克隆禽腺联病毒(Avian adeno-associated virus,AAAV)全基因组用于构建基因转移载体研究,以鸡胚致死孤儿病毒(CELO)作为辅助病毒与AAAV共接种SPF鸡胚进行AAAV的增殖,将AAAV约4.7kb双链基因组DNA与pCR2.1载体连接,构建了含AAAV全基因组的重组质粒pAAAV并进行了测序。序列分析表明,AAAV YZ-1株的基因组为4684bp,两端具有141bp的末端倒置重复序列和Rep蛋白结合位点特征序列,与GenBank中收录的AAAV DA-1株和VR-865株的核苷酸序列同源性分别为95.0%和92.2%。将pAAAV质粒转染CELO病毒感染的鸡胚肝细胞系,获得了感染性AAAV病毒粒子,结果证明克隆的AAAV基因组中存在与病毒复制和包装相关的正确关键序列,可用于重组AAAV载体的构建。     

全基因组重测序在鸡中的应用和研究进展

高通量测序技术的出现不仅推动了生命科学的发展进程,为许多生命机制的解析提供了技术支撑,也为基因组学研究中曾经未解的一些难题带来了新的解决方法。随着基因组研究水平的不断深入,越来越多家养动物的基因组信息被逐渐公布,极大地推动了家养动物重要性状在全基因水平上的研究进程。自鸡的基因组序列信息公布以来,重测序技术被大量运用于基因组选择以及由基因组序列差异导致的鸡群体结构、遗传多样性、进化机制、重要经济性状等方面的研究。本文对全基因组重测序原始数据的处理、序列比对、变异检测、测序深度进行阐述,综述了鸡的重要表型性状、遗传进化、基因组选择、蛋品质、肉品质、生长性状等的重要研究进展,并分析了当前鸡基因组研究面临的问题和挑战。     

海兰鸡内源性白血病病毒位点序列鉴定与分析

鉴定和比较海兰鸡基因组中内源性禽白血病病毒(ALV)位点。使用超嗜热古菌Thermococcus sp.4557来源重组表达的Pol B DNA聚合酶,通过一次PCR反应从海兰鸡的基因组DNA中扩增到了包括gag、pol、env基因部分片段及3′-LTR的内源性ALV位点,将其命名为HL-E1。序列比较表明,其env基因与E亚群内源性ALV高度同源;与完整的ALV基因组相比,其gag、pol、env三个主要功能基因分别缺失了93、1 960和805个碱基。海兰鸡基因组中存在4 663bp的缺陷型ALV基因组片段,其env基因和LTR都与鸡基因组上经典的ev1位点的相应基因有96.8%和97.4%的相似性,表明这是整合进海兰鸡染色体基因组中的一个内源性E亚群ALV片段构成的ev位点,这是又一个ev位点的全序列报道。     

利用二代测序技术对鸡基因组内插入缺失变异进行检测分析

真核生物基因组内插入缺失变异是导致生物体内遗传和表型多样性的重要原因。家畜的很多性状和疾病都是由插入缺失变异引起的,目前,关于插入缺失变异的研究相对较少。中国农业大学杨宁教授课题组利用Illunima Hiseq 2000对12个鸡种进行了全基因组重测序并对鸡基因组内插入缺失变异情况进行检测分析。相关研究成果2014年8月发表于《PLoS ONE》。     

1株基因Ⅶ型新城疫病毒的生物学特性研究及全基因组序列分析

为研究当前流行的新城疫病毒（Newcastle disease virus,NDV）基因型、致病性及其与传统新城疫病毒疫苗株（La Sota等）的核苷酸差异,试验从某发病鸡场病死鸡体内分离到1株疑似NDV毒株,经红细胞凝集试验（HA）和红细胞凝集抑制试验（HI）初步确定为鸡源NDV。参照GenBank公布的NDV F基因部分片段（登录号：JF950510.1）设计1对引物,通过RT-PCR技术扩增分离株的F基因并克隆、测序,测序结果与NCBI中NDV F基因序列进行比对,构建系统进化树并分析其基因型;通过测定鸡胚平均致死时间（MDT）、1日龄鸡脑内致病指数（ICPI）和6周龄鸡静脉致病指数（IVPI）判断病毒致病性;参照GenBank公布的NDV全基因组序列（登录号：JF950510.1）设计9对引物对分离株进行全基因组序列测定,并分析其基因组结构。结果表明,RT-PCR扩增得到F基因长约500 bp,基于F基因构建的系统进化树显示分离株为基因Ⅶ型NDV;MDT、ICPI和IVPI分别为52.8 h、1.675和2.46,表明分离株属于强毒株。全基因组序列分析显示,分离株全基因组全长15 192 bp,与传统La Sota株基因组相比,序列多出6个碱基,核苷酸序列同源性82.8%。本研究成功分离到1株基因Ⅶ型NDV强毒株,且与传统疫苗毒株La Sota的核苷酸序列同源性差异较大。     

感染禽流感病毒SPF鸡与SPF鸡心脏和肺脏全基因组DNA甲基化差异分析

为研究禽流感病毒感染对宿主全基因组甲基化的影响,本试验使用荧光甲基化敏感扩增片段多态性方法(fluorescent labeled methylation sensitive amplified polymorphism,F-MSAP)检测了SPF鸡心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、气管上段、气管下段、胸腺、法氏囊9个不同组织,和感染A/Goose/Guangdong/1/96,H5N1,A/Duck/Anhui/1/2006(安徽),H5N1 2株禽流感病毒SPF鸡心脏和肺脏2种组织全基因组甲基化在CCGG位点的CC碱基对甲基化状态,并分别对比了2组感染试验组与SPF对照组全基因组甲基化差异.结果显示,SPF对照组的甲基化程度,9种组织的总甲基化比率均在53％左右,其中气管上段最低(50.00％),肝脏最高(57.33％).在心脏中,2个感染组样品内甲基化比率、外甲基化比率和总甲基化比率均高于SPF鸡对照组;而在肺脏中,广东株感染组各甲基化比率均低于对照组,安徽株感染组均高于对照组.本研究初步揭示了禽流感病毒感染过程中H5N1对宿主(鸡)不同组织全基因组甲基化水平的影响,为后续家禽抗病性状的分子机制研究提供了理论依据.     

从鸡窝到基因组图谱，再从分子蓝图产生表型

鸡的基因组由39对染色体组成，识别或描绘它们不会为时太久。目前鸡的基因组图谱有几种不同的版本，以及一个“公认的版本”。再过十年，鸡的基因组全序列图很可能面世。不过这种观点不算新颖。早在1939年著名科学家Sewell Wright就严肃地提出：当完成鸡基因组全序列后，我们能做什么呢?他指出不同位点上等位基因之间的多种互作将不会通过此种方式被揭示。我们不可能通过写出序列的方式来验明某个鸡是否完美无缺。然而，我们在构建新蓝图时可以考虑诸如对马立克氏病的抗性、能够利用植酸磷、在蛋中产生药用蛋白或人的多克隆抗体等方面的可…     

科技

<正>我国研制出首款鸡55KSNP芯片近日,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所鸡遗传育种团队,在对中外鸡种全基因组重测序的基础上,整合对重要经济性状功能基因的显著位点,开展了自主芯片设计,研制出我国首款鸡55KSNP芯片。     

基于600K SNP芯片技术对宁海黄鸡和广西黄鸡繁殖性状的全基因组关联分析

为鉴定与宁海黄鸡和广西黄鸡繁殖性状相关的分子标记及候选基因,本研究利用600K SNP芯片技术对鸡繁殖性状进行了全基因组关联分析(GWAS)。结果显示:4个单核苷酸多态性位点(SNPs)与繁殖性状的相关性达到了Bonferroni校正的5%全基因组显著性水平,其中,rs313221983与死胚蛋数相关,rs314844182与死胚蛋数及受精蛋孵化率相关,rs14758703与受精率相关,rs312721292与入孵蛋孵化率和受精蛋孵化率相关;在每个显著的SNP位点上下游5 kb范围内进行检测,共发现3个可能与死胚蛋数、受精率、入孵蛋孵化率和受精蛋孵化率相关近端基因,即唾液酸转移酶1(ST8SIA1)基因、神经外胚层皮质1(ENC1)基因和LOC101750905。本研究为地方品种鸡标记辅助选择和基因组选择提供了理论依据。     

1株基因Ⅶ型新城疫病毒的生物学特性研究及全基因组序列分析

为研究当前流行的新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)基因型、致病性及其与传统新城疫病毒疫苗株(La Sota等)的核苷酸差异,试验从某发病鸡场病死鸡体内分离到1株疑似NDV毒株,经红细胞凝集试验(HA)和红细胞凝集抑制试验(HI)初步确定为鸡源NDV。参照GenBank公布的NDV F基因部分片段(登录号:JF950510.1)设计1对引物,通过RT-PCR技术扩增分离株的F基因并克隆、测序,测序结果与NCBI中NDVF基因序列进行比对,构建系统进化树并分析其基因型;通过测定鸡胚平均致死时间(MDT)、1日龄鸡脑内致病指数(ICPI)和6周龄鸡静脉致病指数(IVPI)判断病毒致病性;参照GenBank公布的NDV全基因组序列(登录号:JF950510.1)设计9对引物对分离株进行全基因组序列测定,并分析其基因组结构。结果表明,RT-PCR扩增得到F基因长约500bp,基于F基因构建的系统进化树显示分离株为基因Ⅶ型NDV;MDT、ICPI和IVPI分别为52.8h、1.675和2.46,表明分离株属于强毒株。全基因组序列分析显示,分离株全基因组全长15 192bp,与传统La Sota株基因组相比,序列多出6个碱基,核苷酸序列同源性82.8%。本研究成功分离到1株基因Ⅶ型NDV强毒株,且与传统疫苗毒株La Sota的核苷酸序列同源性差异较大。     

鸡基因组在生物学与农业和医学中的潜在利用

鸡的基因组序列含有大约10亿多碱基对（bp）、20000-23000个基因,这个基因组的很多特性使鸡在生物发生和进化研究中成为了一个理想的生物有机体。鸡基因组的独特结构和鸡基因组序列草图的独特特征为认识脊椎动物进化提供了一个透视的视角,使鸡成为了一个研究生物学的理想生物模型,它们将提高科学对禽类生物学、发育生物学、基础生物科学及医学的认识。运用鸡作为一个全球蛋白质营养源的生物模型和对疾病治疗研究的生物医学模型具有明显的优势,因此,鸡基因组的排序、基因组学工具在生物研究中的利用以及现代选择性育种方案发展的快速进展将会促进鸡基因组在农业和医学中的必然利用。该文将综述鸡基因组的简要独特结构、禽类进化的相关性与在农业与医学中的潜在利用。     

一株鸡传染性贫血病毒的分离鉴定及其致病性研究

从北京某鸡场发生疑似鸡传染性贫血病毒(CAV)感染的鸡只病料中分离到了一株CAV,通过PCR和全基因组测序等方法对其进行了鉴定,命名为AV1550。将其全基因组序列与NCBI上的参考毒株序列进行同源性比对和进化分析,结果显示AV1550株与CAV参考毒株的同源性在91.7%~99.7%,与中国分离株LN15170的亲缘关系最近。VP1序列分析表明AV1550在75、89、125、141和394位氨基酸均为强毒株特征。1日龄SPF鸡经胸部肌肉途径接种含10000 EID50的AV1550病毒液后,接种鸡只出现明显的贫血症状,增长迟缓,死亡率高达50%,表明AV1550是一株具有较强致病性的CAV野毒株。     

全基因组重测序在畜禽研究领域的应用进展

全基因组重测序(whole genome resequencing, WGRS)是对已知参考基因组序列的物种进行不同个体间的全基因组水平的测序,具有检测变异类型丰富、高性价比、应用广泛等优点。随着测序成本的降低和畜禽基因组测序工作的完成,全基因组重测序技术已成为畜禽遗传变异研究的重要工具。全基因组重测序技术可获得大量基因变异信息,包括单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)、插入缺失(insertion/deletion, InDel)、结构变异(structural variation, SV)和拷贝数变异(copy number variation, CNV)等,丰富了现有的基因组序列,形成的大量数据集为探索畜禽表型性状和遗传改良提供了一个基因组信息库,以促进对畜禽遗传资源的深入研究与利用。作者概述了全基因组重测序技术及其关键影响因素(测序深度、序列比对和变异检测),重点综述了该技术在重要畜禽(牛、羊、猪、鸡)研究领域的应用进展,并对将来侧重于整合分析重测序数据、精准表型记录和多组学信息的研究趋势进行了展望。