基于全基因组重测序技术的狮头鹅Indel标记分析

旨在利用重测序技术分析狮头鹅基因Indel差异并探讨其产蛋调控通路.本研究选用产蛋量有差异的成年狮头鹅和吉林白鹅母鹅各5只,采用全基因组重测序方法,对两个品种基因组水平的插入缺失突变情况进行比较分析.结果表明,测序共得到350.35 Gb数据,其中Q20与Q30平均值分别为96.74％、92.19％;通过注释分析发现了...     

五指山猪和杜洛克猪全基因组选择信号差异分析

旨在探究五指山猪和杜洛克猪免疫和脂质代谢相关基因的选择信号差异。本研究从海南国家级五指山猪保种场采集30头4月龄健康(10公,20母)五指山猪的耳组织进行全基因组重测序(whole genome sequencing,WGS),从NCBI数据库下载29头杜洛克猪全基因组重测序数据(SRA：PRJNA378496);通过生物信息学方法分析59个样本WGS数据的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNPs),进行SNPs过滤,定位SNPs在基因组的位置,分析其结构特征和基因型频率,并注释对应基因的功能;使用XP-CLR方法筛选五指山猪基因组受到强烈选择的区域,分析两个品种相关通路基因的功能差异。结果表明,五指山猪平均每个样本共筛选到36 961 902个SNPs位点,内含子区域分布最多,平均每个样本16 729 364个,约占45.26%,编码区(起始、终止密码子)平均有2 073个SNPs;五指山猪受选择的基因组区域主要集中在免疫、代谢和神经功能相关通路;免疫反应通路中,9个基因(TGFBR2、IL26、IL15、BMPR2、TNFSF15、TNFSF4、TNFSF8、ACKR4、TNFRSF11B)功能区域SNPs位点在五指山猪中只存在一种突变纯合基因型,而在杜洛克猪大部分个体中存在3种基因型(野生纯合基因型、杂合子、突变纯合基因型),其中野生纯合基因型比例最高;脂类代谢通路中,关键调节基因IRS2、PRKG1、ADCY5的基因型频率与免疫反应基因类似。在五指山猪中突变纯合基因型比例为100%,在杜洛克猪中野生纯合基因型所占比例为48%~93%(14/29-27/29)。本研究筛选出与五指山猪免疫性状相关的候选基因9个、与脂类代谢相关的候选基因3个,发现五指山猪免疫、代谢和神经功能相关基因的受选择程度强于杜洛克猪,为揭示五指山猪特色性状形成的分子机制提供参考。     

猪的全基因组测序研究进展

猪具有独特的生物学特征,在畜牧业生产和医学研究中占有重要地位。全基因组测序即de novo测序和全基因组重测序为解释猪的生物学特性和促进猪的分子育种发挥了重要作用。本文重点阐述全基因组测序在猪基因组学研究中的应用,分析全基因组测序技术及其在猪的全基因组测序工作中的优势和不足,并对未来猪的分子遗传育种研究工作进行展望。     

深县猪群体遗传多样性分析及SNP特征位点挖掘

深县猪是河北优质地方猪种之一,为探究其群体遗传多样性情况,本研究利用39头深县猪的全基因组重测序数据分析了深县猪群体全基因SNP变异情况及特征,并进一步利用检出的SNP探究了其有效群体大小、近交状况和个体间亲缘关系等。结果表明深县猪有效群体大小为5.83头,相比于大白猪（42.47）、北京黑猪（10.27）和民猪（8.38）较小,略高于蓝塘猪（3.52）,但遗传多样性保持良好。基于ROH的分析表明群体平均近交系数为（0.054±0.01）,通过IBS距离分析则发现部分个体间亲缘关系略近。为了更好地鉴定和区分深县猪,本研究综合运用最大分类能力方法及机器学习方法,最终确定了10个SNP作为深县猪群体特征位点。本研究结果有助于了解深县猪群体的保种现状并为其后续保种措施的制定提供一定参考,同时也为深入挖掘深县猪重要性状形成的分子机制提供新的素材,此外本研究中所挖掘的深县猪SNP特征位点可用于对深县猪进行快速鉴定,从而推动深县猪在地方猪育种中更广泛地应用。     

猪CCKAR基因两SNP位点的遗传多态性分析

试验以9个猪品种/品系（5个地方品种：宁乡猪、大围子猪、沙子岭猪、桃源猪、五指山猪;3个外来品种：大白猪、长白猪、杜洛克猪;1个杜长大杂交品系）共计687头猪为研究对象,通过PCR-RFLP方法分析了CCKAR基因+179A/G Hpy8I酶切位点和+471C/G SatI酶切位点的基因频率和基因型频率,并进行了Hardy-Weinberg平衡检验。在所有猪种群体中,CCKAR基因+179A/G Hpy8 I酶切位点和+471C/G Sat I酶切位点均存在较丰富的遗传多态性。在+179A/G Hpy8 I酶切位点中除宁乡猪中没检测到AA基因型个体外,其他品种中都检测到AA、AG、GG 3种基因型个体的分布;而CCKAR基因+471C/G Sat I酶切位点都检测到了CC、CG、GG基因型个体的分布。     

一株金黄色葡萄球菌小菌落突变株全基因组测序分析

对金黄色葡萄球菌小菌落突变株(small colony mutant strains Staphylococcus aureus,SASCVs)和CP000253.1基因组差异进行了研究,为后续研究金葡菌分泌抗药物相关物质能力提供数据支持。对一株金葡菌小菌落突变株进行全基因组测序,并与CP000253.1参考序列进行序列比较。结果显示,金葡菌SCVs的文库插入片段为350bp,测序读长为150bp,SCVs的原始数据量为551 Mb,SCVs的碱基含量分布在处理前后有所不同,通过重测序,存在单核苷酸多态性(SNP)的数量较大。金葡菌SCVs与CP000253.1参考序列之间存在明显的序列差异,该数据为研究金葡菌感染奶牛乳房炎提供了一定的序列依据。     

基于重测序技术的塔河马鹿特异性SNP位点筛选

【目的】 筛选出塔河马鹿高质量的单核苷酸多态性位点(SNP),构建特异性分子遗传标记,为塔河马鹿的纯种鉴别提供参考。【方法】 对国家特种经济动物资源共享平台1999年收集整理的32份塔河马鹿血液DNA样本进行全基因组重测序,与梅花鹿染色体级别的参考基因组进行比对,统计比对率、覆盖度和测序深度。用SNPEff统计每条染色体上SNP位点的分布,用SNPhylo基于位点构建分子进化树,用VCFTOOLS计算遗传分化指数(Fst),按降序排序并设定阈值Fst≥0.25,淘汰不符合条件位点,用R语言进行主成分分析(PCA),统计33条染色体排名前1 500的SNPs位点,提取前100个SNPs集合的特征值,分别进行主成分分析。【结果】 全基因组重测序结果表明,32份质检合格的塔河马鹿血液基因组DNA有效数据量为868 791 354 600 bp,测序质量均符合后续数据分析要求。32份样品测序数据的平均比对率为98.06%,平均覆盖度为97.66%,平均深度为6.787。过滤后得到20 139 122个高质量的SNPs位点,其中4号染色体上SNPs分布最多,90%以上的变异位于基因间和外显子区域。建树后候选特异性SNPs位点数为12 050 781个。使用VCFTOOLS筛选得到544 717个SNPs位点。选取每条染色体排名前1 500的SNPs位点进行主成分分析,主成分分析结果显示,当SNPs从49 500降至100时区分效力没有下降,最终筛选出100个特异性强、稳定性高的塔河马鹿SNPs位点。【结论】 通过全基因组重测序技术和生物信息学分析得到了100个塔河马鹿特异性SNPs位点,为塔河马鹿的纯种鉴别以及核心种质的筛选工作提供了理论依据。     

深县猪全基因组选择信号检测分析

本研究旨在通过基因组重测序技术从分子层面深入了解地方猪种深县猪的种质遗传特性。实验以10头深县猪和10头梅山猪作为研究对象进行全基因组重测序,采用滑动窗口方法进行群体选择信号分析,结合群体遗传分化指数(Fst)和核酸多样性(θπ)2种参数筛选出受选择位点,调取相应的基因,并进行生物信息学分析。研究结果表明,深县猪独有的SNP变异位点有21 602 538个,对受选择区域筛选后得到受选择位点580个,定位于23个基因。GO和KEGG富集结果显示,与深县猪肉质、繁殖及免疫相关的候选基因有7个,这些候选基因通过参与激素合成、卵细胞成熟、脂质代谢以及免疫等信号通路发挥作用。基于全基因组重测序技术对候选基因的挖掘为揭示深县猪遗传特性以及保种选育工作的开展提供了参考。     

基于全基因组重测序分析阿拉善双峰驼生物学特性

此试验旨在通过研究阿拉善双峰驼基因组遗传变异信息,找到与其生物学特性相关的候选基因,以期对阿拉善双峰驼分子特征做出评价,并为双峰驼重要经济性状的功能基因定位提供基础数据。提取12头双峰驼基因组总DNA,制备基因组文库,经Illumina HiSeq~(TM)平台测序,利用生物信息学手段对重测序数据进行分析,对识别的SNPs和InDels进行注释。结果:共计得到367.98 Gb序列数据,平均测序深度15×,测序得到2 453 332 756个reads,比对到参考基因组的reads为2 003 009 380,匹配率为81.65%;共确定了6 759 037 SNPs和976 715 InDels,共计注释15 037个基因。其中与耐热性相关的候选基因是HSF1、HSPA9、HSPA4;与胰岛素相关的候选基因是EEF1A1、EEF1A12、GSK3A、GSK3B、PDX1、PAX6、PPARs和IRSs;与高血压相关的候选基因是KLK和PPARs;与耐渴性相关的候选基因是NFAT5、BGT1和AQPs。此研究基本阐明了双峰驼的遗传变异信息,从基因组层面解释了双峰驼的生物学特性,为后续分析与经济性状相关的遗传学机制、功能基因的研究和保护双峰驼品种资源提供了基因组数据,并为与经济性状相关的功能基因定位提供新的思路和线索。     

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...     

基于全基因组重测序的岔口驿马分子遗传特性研究

本研究以岔口驿马为主要研究对象,分析了其群体结构以及其与百色马、哈萨克马品种的遗传关系和受选择位点。实验采用PCA分析、系统发育树分析、ADMIXTURE分析以探明群体遗传结构和品种间的遗传关系;采用群体遗传分化指数（Fst）、核苷酸多样性（θπ）和XP-EHH 3种方法检测岔口驿马受选择位点,提取相应的基因进行富集分析。研究结果表明,在这3个马品种中,岔口驿马与哈萨克马的遗传关系更近;使用3种分析方法所筛选到的岔口驿马与百色马的候选基因有110个,岔口驿马与哈萨克马的候选基因有25个;GO和KEGG富集分析结果显示,岔口驿马与百色马的差异基因主要富集在骨骼发育通路,而岔口驿马与哈萨克马的差异基因主要富集在神经发育相关通路。本研究初步揭示了岔口驿马的遗传特性,并为岔口驿马保种选育工作提供了参考依据。     

基于重测序数据的湖羊产羔数性状全基因组关联分析

旨在利用全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)挖掘与湖羊繁殖性状相关的候选基因,解析湖羊高繁殖性状的遗传基础。本研究利用206只湖羊母羊的全基因二代重测序数据(群体平均测序深度为6×),结合第一胎产羔数、第二胎产羔数及2胎平均产羔数的表型性状,基于混合线性模型,并利用质控后的1 604 526个SNP标记进行全基因组关联分析。结果:未发现影响湖羊第一胎产羔数、第二胎产羔数和2胎平均产羔数的显著SNP位点,这可能与羊的繁殖性状是一种低遗传力性状、且受微效多基因控制有关。此外表明,本研究所使用的混合线性模型被验证是可信的。     

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...     

基于全基因组重测序解析皮山红羊群体遗传结构及产羔数候选基因研究

【目的】皮山红羊是分布于新疆和田地区的新发现多羔性地方绵羊品种。本研究基于全基因组重测序技术从基因组水平上了解皮山红羊的群体遗传结构及产羔性状受选择信号区域,并对候选基因进行验证。【方法】选择30只连续产2～3羔的经产皮山红羊母羊为高繁组(high fertility, HF),30只连续产单羔的经产皮山红羊母羊为低繁组(low fertility, LF),对这两个群体进行全基因组重测序。应用主成分分析(PCA)、系统进化树、群体遗传结构及全基因组扫描(Fst&θπ)等综合分析法确定候选区域,进一步筛选皮山红羊产羔性状候选基因。采用飞行质谱分型技术对候选基因进行分型验证。【结果】皮山红羊高、低繁殖组群体连锁不平衡(LD)分析衰减曲线相似,系统进化树显示两组群体分化程度不明显。PCA结果显示,两个群体明显聚成一簇,个别个体离群,其位置及相互关系符合进化树结构以及群体结构结果。设置同时达到Top 1%Z(Fst)值和θπ值的窗口为候选区域,共注释229个强选择信号,HF和LF组注释基因分别为86和143个,其中筛选到42个可能与繁殖性状相关的候选基因,如MARF1、CHGA、BM...     

基于低深度全基因组测序分析内江猪群体结构和遗传多样性

旨在更好的了解内江猪群体结构和遗传多样性,更好的保护和利用内江猪遗传资源。本研究基于低深度全基因组测序,检测了133头(12头公猪,121头母猪)内江猪的SNP,按照SNP检出率大于90%和95%获得两组SNP数据,分别编号为NJ90和NJ95。针对两组数据,通过群体分层、遗传距离、亲缘关系、家系划分等方法分析了内江猪群体结构,通过等位基因频率、有效等位基因数、多态性标记比、杂合度等指标估计了群体遗传多样性,最后利用不同方法评估了群体近交系数。结果显示：1)NJ90共包含135 760个SNPs位点,其等位基因频率为0.87,有效等位基因数为1.27,多态性标记比为0.76,观测杂合度为0.15,期望杂合度为0.21;NJ95包含32 266个SNPs位点,其等位基因频率为0.79,有效等位基因数为1.44,多态性标记比为0.74,观测杂合度为0.30,期望杂合度为0.31。2)NJ90结果显示群体平均遗传距离为0.20,平均亲缘系数为0.9%;NJ95结果显示群体平均遗传距离为0.25,平均亲缘系数为0.7%。3)根据NJ90公猪和群体聚类以及亲缘关系,可将群体分为6个家系。4)根据...     

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。     

不同地方猪重要经济性状关联位点SNP芯片分型及群体遗传结构研究

旨在分析四川省7个地方猪种类群和山东省徒河黑猪重要经济性状关联SNP位点基因型分布及群体间遗传结构。本研究采用中芯一号芯片对23头成华猪、26头雅南猪、60头青峪猪、57头内江猪、151头丫杈猪、57头乌金猪（凉山类群）、51头平原藏猪、109头高原藏猪和28头徒河黑猪共562头健康种猪进行了单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）分析,利用Plink软件对获得的基因型数据进行质控,结合R等软件,统计分析猪7个重要经济性状的基因型;采用Mega X软件进行聚类分析,使用Plink软件进行主成分（PCA）分析,通过VCFtools软件计算猪群间的群体遗传分化指数（Fst）,分析群体间遗传关系远近。结果显示,四川省地方猪群体中,采食量、酸肉和应激性状的非优势基因型比例均在2.20%以下;抗仔猪腹泻、料重比（FCR）、公猪精液品质和多肋性状的非优势基因型比例分别为8.99%、11.80%、73.97%和95.32%;徒河黑猪群体中,应激性状已无q等位基因,采食量和酸肉性状的非优势基因型比例较低,均为3.57%;公猪精液品质、抗仔猪腹泻、料重比和多肋性状的非优势基因型比例较高,分别为39.29%、50.00%、82.14%和92.86%;聚类和主成分分析显示,徒河黑猪与四川地方猪种间遗传距离远,丫杈猪、乌金猪、内江猪和藏猪（平原和高原）各自聚为一类,品种间群体分层结构明显,雅南猪、成华猪、青峪猪聚为一类;Fst指数计算结果表明,同属于湖川山地猪的丫杈猪和青峪猪间存在高度遗传分化。结果提示,四川省地方猪群体的采食量、酸肉、应激、抗仔猪腹泻和料重比性状的非优势基因型比例较低,公猪精液品质和多肋性状的非优势基因型比例较高;徒河黑猪群体的应激性状已无q等位基因,采食量和酸肉性状的非优势基因型比例较低,公猪精液品质、抗仔猪腹泻、料重比和多肋性状的非优势基因型比例较高;群体遗传结构研究结果表明,丫杈猪与青峪猪都归类于湖川山地猪有待商榷。     

猪TLR4基因2个突变位点的PCR-SSCP分析

为了研究Toll样受体4(TLR4)的多态性与动物对相关病原的免疫力的相关性,试验选择北京黑猪、长白猪、野猪、杜洛克猪、大白猪、民猪6个中外猪种,利用PCR-SSCP和克隆测序方法对TLR4基因第3外显子1 824位点的G/A和3’UTR 208位点的T/C多态进行群体遗传学分析。结果表明:1 824位点北京黑猪与野猪、民猪、杜洛克猪、长白猪和大白猪的基因型分布存在显著差异(P<0.05);3’UTR 208位点基因型分布在猪种间存在极显著差异(P<0.01)。     

基于测序技术的海南地方猪TLR2基因多态性分析

为了解海南地方猪TLR2基因的多态性,本研究采用PCR法从五指山猪、临高猪和屯昌猪3种海南地方猪的血液中克隆Toll样受体2(TLR2)基因,并进行测序及序列分析。结果显示,3种海南地方猪TLR2基因的扩增长度均为2649bp,编码区长2358bp。3种猪TLR2基因序列的种内比对结果显示,五指山猪种内有7个核苷酸位点存在多态性,2处位于编码区;屯昌猪种内有5个核苷酸位点存在多态性,均在编码区外;临高猪种内有4个核苷酸位点存在多态性,1处位于编码区。种间比对结果显示3种猪有12个核苷酸位点存在多态性,其中3处为错义突变,导致氨基酸改变。同源性分析结果显示,3种猪的TLR2基因序列高度保守,同源性在99.6%~99.9%之间。蛋白质结构预测分析显示,海南猪TLR2基因在876、1454位点呈现的AG突变均引起了其蛋白质二级结构和三级结构的改变,提示可能存在TLR2功能的变化。本研究填补了海南地方猪TLR2基因多态性空白,为深入研究TLR2基因多态性与猪疫病易感性的关系提供基础研究资料。