白色杜洛克×二花脸资源家系猪血液性状的系统遗传学研究

为揭示家猪血细胞性状的遗传基础,本研究整合白色杜洛克×二花脸猪F2资源家系肌肉血细胞性状eQTL和全基因关联分析结果,鉴别影响血细胞性状的候选基因。研究测定了1 149个个体的18种血常规和593个个体肌肉转录本表达水平,对1 020个个体进行基因分型。转录组表达水平与血常规数据的关联性使用斯皮尔曼系数进行评估,将血细胞性状相关联的转录本进行eQTL定位并进行基因富集分析,结合前期本试验的GWAS结果进行综合分析。结果,当P5×10-4时检测到血细胞相关的eQTLs有122个,其中有9个顺式eQTLs和63个反式eQTLs。通过eQTL定位确定SERPINB6为影响红细胞性状的候选基因,基因富集分析鉴别到影响红细胞性状的候选基因为PTPRC和ITGA8,GWAS和eQTL的综合分析发现影响红细胞性状相关的基因为TMED9、PCK1、TINAGL1和SORL1。本研究通过结合前期GWAS结果和肌肉转录本表达数据进行综合分析鉴别到7个与红细胞性状相关的基因,其中TMED9、PCK1、TINAGL1和SORL1是GWAS和eQTL共有的候选基因。     

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...     

使用GWAS和Meta-GWAS鉴定与猪甘油三酯含量相关候选基因

本实验旨在挖掘影响猪甘油三酯(TG)含量的有效SNP位点以及候选基因,为生产优良猪肉的选育工作提供理论依据。收集Beadchips 60K SNP芯片分型莱芜猪、二花脸猪和杜洛克×(长白×约克郡)(DLY)群体共1 256头猪的数据,并运用FarmCPU模型对1 256头猪的TG含量进行全基因组关联分析(GenomeWide AssociationStudy,GWAS)及Meta-GWAS分析。GWAS分析结果显示：共检测到32个与TG含量相关的SNP位点,其中莱芜猪中有6个(P<1.8×10^-5),二花脸猪中有8个(P<1.8×10^-5),DLY中有18个(P<1.8×10^-5);Meta-GWAS分析结果显示：发现2个与TG含量相关的新SNP位点;并利用Ensembl数据库,在显著SNP位点上下游0.5 Mb区域内进行基因鉴定,一共发现8个与TG含量调控有关的候选基因,其中在莱芜猪中发现的基因为PDCD6IP;在二花脸猪中发现的基因为CD24、ADGRF5和ADAMTS5;在DLY中发现的基因为DM...     

利用配对RNA-seq数据筛选显著差异背膘厚度松辽黑猪背最长肌差异表达基因

本研究旨在利用转录组测序技术鉴定松辽黑猪背最长肌组织中的差异表达基因（DEGs）,找出与猪脂肪沉积相关的潜在候选基因。通过对松辽黑猪进行活体背膘厚测定,选择具有极端背膘厚的3对个体（高、低各3头）为研究对象。取背最长肌组织提取RNA,并对其进行双末端转录组测序,然后,基于edgeR包的配对方法筛选差异基因,并进行生物学功能富集分析。结果鉴定出590个差异表达基因,其中,188个基因在高背膘厚组猪背最长肌组织中高表达,402个基因在低背膘厚组猪背最长肌组织中高表达。通过生物学功能分析发现,有42条显著富集通路,鉴定出的与脂肪沉积相关的通路有脂肪酸代谢、不饱和脂肪酸的生物合成以及PPAR信号通路等,筛选出FABP3、FADS1、FADS2、OLR1、ACSL1、LIPA和PLIN2为脂肪沉积性状的候选基因。该研究结果为进一步探究松辽黑猪肌内脂肪分子调控机制提供了参考。     

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。     

畜禽生长发育相关性状的全基因组关联分析研究进展

全基因组关联分析(GWAS)是近年兴起的用于分析复杂性状的重要研究方法。高通量测序技术的成熟发展使得基于全基因组测序技术和基因芯片技术的GWAS解析畜禽复杂性状成为可能,GWAS的运用对畜禽经济性状相关的SNP、QTL和候选功能基因研究起到关键作用。本文主要对GWAS的基本原理和方法、优劣势以及GWAS在畜禽生长发育相关性状中的应用现状进行综述,并对GWAS在今后畜禽育种中的应用前景进行展望,以期为GWAS在畜禽育种中的深入研究提供参考。     

基于SNP芯片技术对猪性状的应用及其研究进展

SNP具有分布广、数量多,易检测和便于分型等优点,在动植物分子育种方面已经得到广泛应用,并不断出现新的分析检测方法。相对全基因组重测序的成本而言,SNP芯片检测的成本较低,使得利用SNP芯片技术在全基因组范围内寻找与人类疾病和动植物性状相关的SNPs成为可能。利用SNP芯片技术结合全基因组关联分析(GWAS),已经检测到了与猪性状显著相关的SNPs位点和候选基因,为未来猪的分子育种提供理论依据。该文主要就SNP芯片技术的特点、原理和方法以及在猪性状方面的应用加以综述。     

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。     

猪13号染色体上脂肪沉积相关QTL定位与候选基因研究进展

目前已有多个影响脂肪沉积的QTL定位于猪13号染色体上。作者综述了猪13号染色体脂肪沉积相关QTL的定位情况，并对该染色体上影响脂肪沉积的基因进行了介绍，以希望通过比较基因组学和位置候选克隆的方法，寻找猪脂肪沉积相关的候选基因，进而进行连锁分析或关联研究，找到适合在育种实践中进行应用的标记。     

猪重要性状全基因组关联分析的研究进展

全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS)是在关联分析的基础上对全基因组范围内的遗传标记进行检测,以研究复杂疾病和性状遗传的一种有效方法。国内外许多研究人员针对猪重要性状展开GWAS,鉴定出大量单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)标记、数量性状基因座(Quantitative trait locus,QTL)和候选基因为猪育种提供必要的分子基础,同时有助于后续相关功能基因的研究和数量性状核苷酸(Quantitative trait nucleotide,QTN)的鉴定。本文主要对GWAS在猪重要性状上的研究进展进行综述,同时简单介绍猪重要性状QTN的研究进展。     

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。     

保山猪LPL基因表达量与生长及胴体性能的关联分析

为探究保山猪LPL基因相对表达量对生长性能、胴体性能的影响,本实验采用实时荧光定量PCR技术测定LPL基因在保山猪背最长肌、背脂和肝脏3个组织中的相对表达量,并分析LPL基因表达量与保山猪生长性能、胴体性能的关联性。结果显示,LPL基因在3个组织中的相对表达量从高到低依次为：背脂、背最长肌、肝脏;LPL基因在保山猪背最长肌中的相对表达量与皮比率呈极显著负相关;在背脂中的相对表达量与眼肌面积呈显著负相关,与脂比率呈显著正相关;在肝脏中的相对表达量与生长及胴体性能无显著相关性。研究说明LPL基因对保山猪的生长及胴体性能有一定影响,对保山猪的脂肪沉积有调控作用,可作为调控保山猪脂肪沉积的候选基因。     

基于高通量转录组测序技术构建猪脂肪沉积的lncRNA和miRNA相关ceRNA调控网络

脂肪沉积性状是养猪生产中的重要经济性状,也与生猪养殖的经济效益密切相关。课题组前期对3对具有极端背膘厚度的长白猪全同胞个体的背部皮下脂肪组织样本进行链特异性建库RNA测序和小RNA测序鉴定lncRNA和miRNA,通过差异表达分析,共得到220个lncRNA和18个miRNA在高、低背膘组间差异表达。本研究进一步分析它们的生物学功能,进行靶向关系预测和靶基因功能富集分析,并构建猪脂肪沉积的lncRNA和miRNA相关ceRNA调控网络。结果发现,差异表达lncRNA及miRNA靶基因能够显著富集到多个糖脂代谢相关的通路,如“脂肪细胞分化”、“糖酵解/糖异生”等。最终成功构建了一个与脂肪沉积过程密切相关的ceRNA调控网络,包含9个差异表达lncRNA,6个差异表达miRNA和25个靶基因。本研究结果为探究非编码RNA在猪脂肪沉积过程中的功能及其分子调控机制提供了新的思路。     

荣昌猪初产繁殖性状的全基因组关联研究

旨在鉴定荣昌猪初产繁殖性状的重要变异位点和基因,为荣昌猪繁殖性状的遗传改良提供重要的分子标记和基因资源。本研究选取429头荣昌母猪进行猪50K芯片基因分型,经过质量控制和基因型填充后,保留35 046个SNPs用于分析。采用主成分分析法研究群体结构,利用混合线性模型(mixed-linear model, MLM)将出生年、出生月作为固定效应,将主成分值作为协变量对总产仔数、活产仔数、死胎数和初生窝重性状进行全基因组关联分析(GWAS)。结果显示,在全基因组显著水平上鉴定出2个影响荣昌猪初生窝重的SNPs和1个影响荣昌猪死胎数的SNP;在潜在显著水平上鉴定到5个影响荣昌猪总产仔数的SNPs, 3个影响荣昌猪活产仔数的SNPs和10个影响荣昌猪死胎数的SNPs。通过全基因组关联分析筛选到1个显著的SNP(SSC17:57 315 180 bp)同时影响荣昌猪总产仔数、活产仔数和初生窝重,1个显著的SNP(SSC1:279 214 647 bp)同时影响荣昌猪活产仔数和总产仔数,暗示基因在不同性状间具有一因多效性。本研究根据候选基因的相关分子生物学功能,确定BMP7基因为影响荣昌猪总产仔数...     

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...     

利用GWAS对深县猪6月龄体重的研究

为了揭示影响深县猪6月龄体重的遗传基础和分子机制,试验以68头深县猪为研究对象,测定其6月龄[(180±7) d]的体重,基于猪Illumina Porcine 80K SNP芯片进行全基因组关联分析(GWAS),筛选出与6月龄体重存在显著关联的SNP位点并利用显著位点的排名、基因注释缩小SNP范围,进一步寻找与深县猪6月龄体重相关的候选基因。结果表明:对深县猪6月龄体重进行全基因组关联分析后共发现了37个显著位点;利用显著位点的排名、基因注释将MTMR12、PDZD2、NPR3和TARS 4个基因筛选为与6月龄体重相关的候选基因,为深县猪新品系选育提供了分子理论基础。     

思南黄牛体重和体尺性状的GWAS分析

实验旨在利用全基因组关联分析(GWAS)研究思南黄牛的体重和体尺性状的候选基因及分子标记.选取112头思南黄牛、17头西门塔尔牛以及19头本地杂交牛共计148个个体的外周血样本进行DNA测序.将所有样本检测SNP变异,质控后得到441548个高质量SNP位点.基于SNP位点进行主成分分析、Structure分析和系统发...     

中国肉用西门塔尔牛生长曲线参数的全基因组关联分析

旨在通过对中国肉用西门塔尔牛纵向体重性状的全基因组关联分析（genome-wide association study, GWAS）,定位与肉牛生长发育性状显著关联的候选基因。本研究利用808头中国肉用西门塔尔牛公牛0、6、12、18月龄的纵向体重数据,采用Gompertz、Logistic和Brody 3种非线性模型拟合个体的体重预测模型,估计参数A（成熟体重）、b（达到最大生长率的时间）和K（成熟率）,然后以参数值为表型,BovineHD （770K） 芯片数据质控后剩余671 991 个SNPs,利用GAPIT进行关联分析,结合基因注释筛选影响肉牛发育的候选基因。选取拟合度最高的Gompertz模型（R²=0.954）确定相应参数估计值,GWAS共筛选到了9、49和7个显著的SNPs分别与A、b和K关联,且主要分布在2、3、7、9、11、14、22和25号染色体上。基因注释结果发现,PLIN3、KCNS3、ANGPTL2和ALPL与生长发育过程相关,其中KCNS3被认为是肌内脂肪含量的候选基因;IGF-1、TMCO1、PRKAG3和SHISA9影响肌肉发育过程,其中IGF-1被报道为生长发育过程的核心调控元件;ASPH基因参与调控肉牛胴体发育和肉质性状。本研究利用体重预测模型的参数估计值作为表型进行GWAS分析,定位到了一些与生长发育性状相关的候选基因,为其他纵向数据的研究提供了参考,也为调控肉牛生长发育进而提高产肉量的育种工作提供了新的候选分子标记。     

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。     

巴马香猪产活仔数性状全基因组关联分析

为寻找与巴马香猪产活仔数相关的分子标记,试验利用全基因组关联分析（GWAS）定位并筛选了影响产活仔数性状的候选基因,采集297头具有多胎产仔记录的巴马香猪耳组织样品,提取DNA并利用猪50K SNP芯片进行基因分型,分型结果经质控与基因型填充后,使用Tassel软件对巴马香猪产活仔数性状进行全基因组关联分析。结果显示,巴马香猪平均窝产活仔数在1~9胎内随着胎次增加逐渐升高;经质控过滤后共获得32 816个SNPs位点,利用全基因组关联分析共筛选到8个与巴马香猪产活仔数相关的SNPs位点,分别在基因组或染色体水平达到显著;对关联显著SNP位点上下游500 kb内的编码基因进行富集分析,并依据猪繁殖性状相关QTL区域及基因功能,最终筛选到4个基因（CAPZB、MSH3、CITED2和HSD17B7）作为影响巴马香猪产活仔数的候选基因。