利用猪1.4M高密度SNP芯片检测巴马香猪全基因组拷贝数变异

旨在检测巴马香猪基因组上的拷贝数变异（CNV）,并探究标记密度对于CNV检测效率和准确率的影响。本研究利用319头巴马香猪（其中阉公猪160头和母猪159头）1.4M高密度SNP芯片的数据,采用PennCNV和R-Gada两种软件进行CNVs检测;然后通过重叠CNV融合法,构建拷贝数变异区域（CNVR）,并用全基因组关联分析（GWAS）对频率大于5%的CNVR进行验证;最后根据不同的标记密度,均匀抽取一定数目的SNPs来探究标记密度对CNV检测效率和准确性的影响。结果,PennCNV和R-Gada软件分别检测到6 327和3 489个CNVs,分别构成795和340个CNVRs,其中226个为共同CNVRs。在这226个共同CNVRs中,最短的为3.98 kb,最长的为1 297.78 kb,总长度为33.27 Mb,其中102个（45%）与前人报道的CNVRs重叠。在PennCNV检出的795个CNVRs中,有135个频率大于5%,其中20个得到GWAS验证,验证率为15%。随着SNP密度的逐渐增加,CNV的检测效率和检测准确性不断提高,尤其是小片段CNVs的检测效率。本研究利用1.4M SNP芯片的数据,通过PennCNV和R-Gada软件绘制巴马香猪CNVR的草图,为将来鉴别与重要经济性状相关的CNVRs奠定了基础。同时,揭示了标记密度对CNV检测效率和准确性有正面影响,为后续CNV研究选择合适的标记密度提供了一定的参考。     

荣昌猪杂交群体基因组拷贝数变异鉴定与分析

为找出可能的性状相关遗传标记,本研究利用猪SNP60芯片对150头荣昌猪杂交群体基因组拷贝数变异区域(CNV regions,CNVRs)进行检测。结果,发现5个CNVRs,其中缺失CNVRs 3个(CNVRs 2,4,5),重复CNVRs 2个(CNVRs 1,3),分别位于1、7、8、13、14号染色体上。其中CNVR1和CNVR5为新发现的CNVRs,CNVR2和CNVR3为已有报道但还未验证过的区域。采用qPCR方法对CNVRs进行拷贝数变异验证,发现CNVR2、CNVR3和CNVR5在多个猪种中都具有丰富多态性;而CNVR4为芯片假阳性结果。在qPCR验证的3个CNVRs中有46个蛋白编码基因,这些基因主要富集在嗅觉受体活性、乙醇代谢、神经系统发育以及脂肪酸代谢通路中。本研究结果为解析品种间表型变异的遗传基础提供了新的遗传变异素材。     

3款猪50K SNP芯片基因型填充效果研究

高密度SNP芯片目前已广泛应用于畜禽性状遗传解析和育种实践中,芯片类型和密度也各有不同,不便统一使用,影响群体规模扩大,进而影响遗传解析和分子育种的效力.基因型填充提供了将不同芯片统一使用的可能,本研究比较了3款由不同研究机构和公司设计的猪50K SNP芯片(Geneseek、中芯一号、液相50K)基因型填充效果,以探...     

从江香猪基因组中2个拷贝数变异区的多态性研究

为了研究从江香猪生长和繁殖差异与拷贝数变异拷贝数变异(copy number variation,CVN)之间的关系,采用实时荧光定量PCR方法,对从江香猪和大白猪基因组中的CNVR100与CNVR373的拷贝数进行了测定,并分析了从江香猪拷贝数与生长繁育性状之间的相关性。结果表明,从江香猪和大白猪基因组中都检测到CNVR100和CNVR373;与大白猪相比,从江香猪的CNVR100拷贝数较低,CNVR373拷贝数较高;相关性分析结果显示,从江香猪2个CNVRs与其体长和胸围有一定的负相关关系,表明这2个CNVRs的多态性可能对从江香猪的生长有一定的影响。     

皱皮香猪3个基因组拷贝数变异的多态性分布

为探究皱皮香猪个体产生皮肤变异的根本原因,本文基于重测序数据,采用生物信息学分析皱皮香猪基因组中的拷贝数变异(CNV),通过荧光定量 PCR 方法检测皱皮香猪中 3 个 CNVs 的拷贝数变异规律,并与香猪和大白猪进行比较。结果表明:3 个 CNVs 在猪群中的拷贝数变异呈现出多态性变化,皱皮香猪中CNV1以拷贝数缺失型为主,其中的 MPC1和 RSK3基因可能与脂肪沉积有关;皱皮香猪 CNV2和 CNV3以拷贝数增加型占优势,其中的 CCL17和 CX3CL1基因参与皮肤等组织的炎症反应,可能通过剂量效应引起香猪皮肤产生褶皱。     

利用全基因组重测序数据检测8个鸭品种基因组拷贝数变异

旨在鉴别与鸭重要经济性状潜在相关的拷贝数变异(copy number variations, CNVs),为解析CNVs对鸭经济性状的影响提供前期研究基础。本研究利用从美国国家生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information, NCBI)公共数据库中下载的8个鸭品种共78个个体的全基因组重测序数据,采用CNVnator和CNVcaller软件进行全基因组CNVs检测,同时只保留两个软件检测结果中存在至少1 bp重叠的同类型CNVRs,以消除假阳性对试验结果的影响。结果显示,8个鸭品种的CNVs合并后共检测出7 550个CNV regions (CNVRs),其中包括7 098个duplications和452个deletions。这些CNVRs在鸭29条常染色体上呈不均匀分布,总长度为16 111.2 kb,平均长度为2 134 bp,约占鸭基因组的1.51%。此外,本研究在8个鸭品种共筛选到4 304个潜在的品种特异性CNVRs,覆盖1 230个注释基因。通过基因功能Gene Ontology(GO)富集分析,鉴别到38个可...     

基于SNP芯片的海南猪全基因组选择信号分析

旨在通过检测海南猪全基因组上的选择信号,以挖掘与海南猪重要经济性状相关的候选基因,并解析讨论海南猪在进化驯化历史中的受选择情况.本研究利用68头海南猪的GeneSeek Genomic Profiler Procine SNP 80K芯片数据,使用整合单倍型分数(integrated haplotype score,i...     

利用高密度SNP芯片分析杭猪的群体遗传结构

旨在更好地了解杭猪保种群体的遗传多样性、亲缘关系和家系结构,有效保护和利用杭猪遗传资源。本研究使用50K SNP芯片对30头杭猪（4头公猪,26头母猪）保种个体进行了单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）测定,通过Plink软件对获得的基因型数据进行质控,用于最小等位基因频率、观察杂合度、期望杂合度和多态信息含量的计算,分析杭猪保种群的遗传多样性;使用Plink计算连续性纯合片段（runs of homozygosity,ROH）、构建状态同源（identity by state,IBS）距离矩阵,并计算得到基于连续性纯合片段的近交系数;采用Gmatrix软件构建G矩阵,分析杭猪保种群的亲缘关系;使用Mega X软件构建公猪进化树,分析保种群体的家系结构。结果表明,30头杭猪共得到57 466个SNPs标记,平均检出率为0.988 3±0.000 4,通过质检SNPs数为34 156;平均最小等位基因频率为0.228±0.137,平均多态信息含量为0.255±0.098;平均观察杂合度为0.359±0.181,平均期望杂合度为0.314±0.140。杭猪保种群体平均IBS遗传距离为0.241 7±0.033 6,公猪平均IBS遗传距离为0.178 3±0.025 5;G矩阵分析结果与IBS距离矩阵一致,两个结果均表明杭猪保种群部分个体之间亲缘关系较近。30头杭猪个体共检测到828个ROHs,83.33%的ROH长度在10 Mb以内,平均长度为（6.96±9.62） Mb,个体ROH平均总长度为（191.95±201.56） Mb。基于ROH的平均近交系数为0.078±0.082,其中公猪平均近交系数为0.219±0.082,说明杭猪保种群整体的近交程度不严重,但公猪存在近交。进化树结果表明,杭猪保种群体目前只有2个家系,其中1个家系包含4头公猪,另一个家系不含公猪。综上所述,杭猪保种场的保种群公猪的血缘数量少,母猪近交程度低,公猪存在近交,需要引入新血统或创建新血统来维持家系结构的平衡以利于杭猪遗传资源的长期保存,防止杭猪遗传多样性的丢失。     

拷贝数变异全基因组关联分析及数量性状基因座定位联合鉴定猪体高性状候选基因

旨在利用全基因组拷贝数变异区域（copy number variation regions,CNVRs）关联分析以及全基因组数量性状基因座（quantitative trait locus,QTLs）定位联合筛选出影响猪体高性状的候选基因。本研究利用快速检测基因组拷贝数变异软件CNVcaller对本实验室构建的大白×民猪F2代资源群体的重测序数据进行拷贝数变异检测。利用混合线性模型（mixed-linear model,MLM）将性别和胎次作为固定效应对体高性状进行拷贝数变异全基因组关联分析（CNVR-GWAS）。采用软件R/qtl进行QTL分析,并使用置换检验（permutation test,PT）进行检验。将CNVR-GWAS与QTL结果进行联合注释,结合GO富集和KEGG通路分析,对影响猪体高的位点和基因进行挖掘。利用实时荧光定量PCR（qPCR）方法验证候选基因。结果表明,本群体在全基因组范围内共有3 099个CNVRs,其中有两个CNVRs与体高性状在全基因组范围内显著相关,分别位于7号染色体的25 358 001~26 696 400 bp处（CNVR1）和54 087 201~54 090 000 bp处（CNVR2）。在混合线性模型分析的结果中发现,CNVR1拷贝数增加（P<0.01）和CNVR2拷贝数缺失（P<0.01）对猪的体高性状具有显著影响。基因组显著水平可找到2个显著影响猪体高的QTLs,分别为BH-1和BH-2,其中BH-2对体高性状的影响较大。CNVR1和BH-2重叠区存在1个嗅觉受体基因OR12D3和18个未被注释的基因。qPCR验证OR12D3的拷贝数变异与利用混合线性模型统计推断出的结果一致。初步推测,OR12D3基因的拷贝数变异可能与猪体高性状相关。     

利用犬170 K高密度SNP芯片检测16个中国地方犬种全基因组拷贝数变异

旨在解析中国地方犬全基因组拷贝数变异(CNV)分布情况,为分析CNV对犬表型变异的影响提供前期基础。本研究采集了16个来自中国不同地方犬品种和9头罗威纳犬共计185头犬的血液样品,使用血液DNA提取试剂盒提取DNA,利用犬170KSNP芯片和PennCNV软件对中国地方犬进行全基因组范围内的CNV分析。参照Illumina芯片标准操作流程进行芯片扫描和基因分型。将质控后的SNP参考PennCNV软件使用说明书,设定分析参数进行CNV检测分析。从分析结果中随机挑选8个CNV区间(CNVRs)使用实时定量PCR进行验证。利用BioMart以及DAVID软件进行基因和功能注释分析。结果表明,在185个个体中共发现了477个CNV,这些CNV随机分布在38条常染色体上,合并后可以得到220个CNVR,总长度约占犬整个基因组序列的1.25%,平均长度为142.24kb。在220个CNVR中,115个为缺失,74个为重复,31个为缺失/重复CNVR。此外,笔者发现53个CNVR为潜在的中国地方犬品种特异性CNVR。在基因和功能注释中,本研究共发现162个基因位于所检测到的CNVR内,这些基因主要富集的功能类别是嗅觉受体活动,嗅觉的感知,对化学刺激物的感知,感官知觉和神经系统过程。这些结果解析了中国地方犬基因组结构变异分布情况,将有助于进一步研究CNV与犬表型变异的关联性。     

Detection of Genome-wide Copy Number Variation Using Porcine 1.4M High-density SNP Chips in Bama Xiang Pigs

The aim of this study was to detect the copy number variation (CNV) in the genome of Bama Xiang pigs and investigate the effect of marker density on the efficiency and accuracy of CNV detection. PennCNV and R-Gada were employed to detect CNVs using the 1.4M high-density SNP chip data of 319 (160 hogs and 159 gilts) Bama Xiang pigs, and the CNV region (CNVR) was constructed by merging overlapping CNVs. Only the CNVR with higher frequency than 5% was verified by the genome-wide association study (GWAS). Finally, according to the marker densities, a certain number of SNPs were evenly extracted, and the effect of marker density on CNV detection efficiency and accuracy was explored. There were 6 327 CNVs detected by PennCNV and 3 489 CNVs detected by R-Gada, which made up of 795 and 340 CNVRs, respectively, including 226 CNVRs identified by both programs. Among the 226 CNVRs, the shortest was 3.98 kb, the longest was 1 297.78 kb, and their total length was 33.27 Mb, of which 102 (45%) overlapped the CNVRs reported previously. Among the 795 CNVRs detected by PennCNV, 135 had a higher frequency than 5%, 20 of which had been verified by GWAS, and the verification rate was 15%. With the SNP density increasing, the efficiency and accuracy of CNV detection were increased, especially for the small size CNVs. A CNVR sketch of Bama Xiang pigs had been drawn using 1.4M SNP chips, which was helpful to identify CNVRs associated with important economic traits in the future. At the same time, we revealed the positive effect of marker density on the efficiency and accuracy of CNV detection, and the results provided a reference of choosing marker density for the follow-up research of CNV detection.     

拷贝数变异在畜禽中的研究进展

拷贝数变异（copy number variation,CNV）具有多种形式的变异结构,在品种多样性、生物进化和疾病相关性等研究中起着重要作用,并具有片段长度大、覆盖范围广等特点。随着分子生物学的发展及DNA测序技术的日渐成熟,人们对遗传变异的研究不断向DNA分子水平深入,多态性标记在畜禽育种中已逐渐成为动物育种研究的趋势和主流。由于CNV对基因的调控和表达所造成的影响更为显著,因此,CNV在重要畜禽中的研究越来越多。目前,已检测出大量有关畜禽重要经济性状的基因序列变异,并有许多研究均表明CNV与动物的重要经济特征及疾病的发生有关。笔者主要通过参考国内外相关的研究报道,简述了CNV的相关研究背景、概念、突变机制,归纳总结了CNV对牛、羊、猪、鸡的经济性状、繁殖性状和疾病调控的影响,以期通过对这些重要畜禽的基因组学研究揭示其适应性遗传机理和表型性状差异的遗传基础,开发相应的分子遗传标记,为畜禽的标记辅助选育提供理论基础。     

可乐猪乳头数性状全基因组关联分析

乳头数性状是猪最重要的繁殖性状之一,与养猪业的经济效益密切相关。本试验以Illunima Porcine SNP 60K芯片对22头可乐猪进行基因分型,通过Plink 1.07软件,基于混合线性模型对左乳头数、右乳头数和总乳头数性状进行全基因组关联分析。经过严格的质量控制和多重检验之后,共鉴定出全基因组水平潜在关联的SNPs位点4个（P<2.06E-5）;染色体水平显著关联位点3个,潜在关联位点18个;在关联SNP位点可能连锁的上、下游1 cM区间内检索到304个基因,其中Wnt及Fgf信号通路中的候选基因BTRC、FGF5、FGF8和BMP3、RASGEF1B、HMGB3可能影响猪的乳头数性状或繁殖性状。通过全基因组关联分析策略发掘出的关联SNP位点及潜在候选基因,将为可乐猪的选育保种奠定基础。     

Genome-wide Association Study of Teats Number Traits in Kele Pigs

Teats number is one of the most important reproductive traits,and closely related to the economic benefit in pig industry.In order to reveal the underlying genetics of left teats number,right teats number and total teats number traits,a genome-wide association study（GWAS）was performed.Samples of DNA were collected to genotyping for 22 Kele pigs using the Illumina Porcine SNP 60K Chip.The GWAS was performed using a mixed-effects model and linear regression approach.When a genome-wide threshold was determined using the Bonferroni method（P<2.06E-5),4 single nucleotide polymorphism（SNP）markers were potentially associated with left teats number,right teats number and total teat number.However,3 SNPs were significant associated and 18 SNPs were potentially associated in chromosomes level.304 Ensembl genes were retrieved around 1 cM of the associated SNPs.The candidate genes in Wnt and Fgf signaling pathway（BTRC,FGF5,FGF8,BMP3,RASGEF1B and HMGB3）might have effect on target traits.These results provided valuable information about the selective breeding for Kele pigs.     

中国巴马小型猪内源性反转录病毒的检测

目的 :对我国特有巴马小型猪内源性反转录病毒 ( porcine endogenous retrovirus,PERV)的存在与 m RNA的表达情况进行检测 ,了解巴马小型猪内源性反转录病毒的携带情况。方法 :根据以往建立的 PCR、RT-PCR检测方法 ,对来自于巴马小型猪外周血淋巴细胞的 DNA和RNA样品进行 PERV核心蛋白基因 ( gag)、多聚酶基因 ( pol)及囊膜基因 ( env)的存在与表达进行检测 ;同时 ,根据目前通用的 env基因分型方法检测 PERV env-A、env-B、env-C的存在与表达。结果 :在 1 2个被检的 DNA样品中均检出了PERV特异性 DNA的存在 ;同样 ,在 1 2个被检的 RNA样品中均有 PERV特异性 RNA的表达 ,且所表达的 PERV均为 A型和 B型 ;其中有9个 DNA样品检测出 PERV-C型的存在 ,所有样品中均未检出 C型 PERV的表达。结论 :检测结果表明 1 2个被检巴马小型猪基因组中存在着内源性反转录病毒序列 ,且能以 m RNA的形式表达 ,这一结果为我国特有小型猪的开发、利用及其病毒安全性评价奠定了基础。     

利用50K芯片解析和田羊和策勒黑羊的遗传规律

旨在探究和田羊和策勒黑羊遗传规律的不同,筛选优异基因及其分子标记,推动新疆南疆绵羊品种遗传资源的开发和利用.本研究分别选取健康、成年和田母羊84只、策勒黑羊41只,采集耳组织,放入75％的酒精.基于酚氯仿法提取DNA,经电泳和核酸仪检测,制备Illumina Ovine SNP50芯片.用Plink1.07对基因组数据...     

Detection of Porcine Circovirus Type 2, Porcine Parvovirus and Porcine Pseudorabies Virus from Pigs with Postweaning Multisystemic Wasting Syndrome by Multiplex PCR

Multiplex PCR was established to detect porcine circovirus type 2 (PCV-2), porcine parvovirus (PPV) and porcine pseudorabies virus (PRV) and applied to samples from 137 piglets exhibiting clinical signs of postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS). PCV-2 DNA was detected from all samples. Moreover, 43 samples were positive for PPV but negative for PRV; 11 samples were positive for PRV but negative for PPV; and 35 samples were positive both for PPV and PRV. These results suggests that PCV-2 co-infection with PRV and PPV may play an important role in PMWS. Also, multiplex PCR is an appropriate candidate method for diagnosis of PCV-2, PRV and PPV simultaneously in field cases.