联合多组学数据鉴定猪脂肪沉积的候选基因

脂肪沉积是猪生产及育种中最为重要的经济性状指标之一,其调控机制一直是研究热点,单一组学的研究方法不足以推测与还原出猪脂肪沉积复杂的调控过程。因此本研究联合多组学数据共同进行分析以鉴定猪脂肪沉积的候选基因。首先对同一猪场相同日龄和体重的461头大白猪进行基因分型,并将芯片数据填充至测序水平,然后对其中132个个体进行背最长肌mRNA测序,根据基因表达水平和包含15389322个SNP的测序数据进行eQTL分析鉴定到33756个cis-eQTL,且多为正向调控。之后基于猪的背膘厚度表型利用测序数据进行GWAS确定了312个显著SNP。最后通过GWAS与eQTL的共定位分析定位到一个显著信号位点SSC9:15828911,对应的调控基因为RAB30,且有研究表明其会参与脂肪的合成和代谢,可以作为影响猪脂肪沉积的候选基因。研究结果为猪脂肪沉积的遗传解析和猪肉质改良的分子育种提供理论依据和重要参考。     

基于RNA-seq数据鉴定苏姜猪肉质性状相关基因

试验通过对苏姜猪背最长肌和腿肌进行转录组分析,旨在挖掘影响苏姜猪肌肉肉质性状的候选基因。选取90和180日龄苏姜猪各3头,利用RNA-seq技术对90日龄苏姜猪背最长肌、180日龄苏姜猪背最长肌和腿肌进行测序,对差异表达基因进行GO功能和KEGG Pathway显著性富集分析。结果显示,180日龄苏姜猪背最长肌和90日龄苏姜猪背最长肌中有1 655个基因差异表达,其中474个基因表达上调,1 181个基因表达下调,GO功能和KEGG Pathway显著性富集分析发现,474个表达上调基因主要参与肌肉纤维、转录调节、钙信号通路、MAPK信号通路、胰岛素信号通路、FOXO信号通路等生物学功能,1 181个表达下调基因主要参与免疫、造血、溶酶体、绑定、酶活性等生物学功能;180日龄苏姜猪背最长肌和腿肌中有383个基因差异表达,其中70个基因表达上调,313个基因表达下调,GO功能和KEGG Pathway显著性富集分析发现,70个表达上调基因未能显著富集,313个表达下调基因主要参与细胞分化增殖、肌肉发育、细胞外基质、cGMP-PKG信号通路等生物学功能。本试验获得了苏姜猪背最长肌和腿肌组织的转录组信息,筛选出6个与苏姜猪肉质性状相关的候选基因：FOXO1、FOXO3、FOXO4、MYF6、A-FABP和H-FABP,为深入研究苏姜猪肉质性状的分子机理奠定基础。     

金茅黑鸡肉品质性状的关联转录组分析

为深入了解家禽肉品质性状形成的分子机制,本实验测定金茅黑鸡胸肌的肉品质,利用RNA-seq技术进行转录组测序,分析转录组基因表达量与肉品质性状间的关联性。结果显示:与金茅黑鸡14周龄肉色显著相关的基因5个,pH57个,剪切力33个,系水力17个;PLEKHS1、MUC等基因为影响肉色的候选基因,LHX9、SPDEF、GRXCR1等基因为系水力的候选基因,NPY、POMC、FGF20、MGAT4C和GUK1基因为影响肌肉pH的候选基因,EDAR基因和HS6ST3基因为肌肉剪切力的主要候选基因;功能分析发现这些基因在调节肌肉纤维、肌间脂肪沉积、脂类代谢、糖代谢过程和磷酸二酯酶水解等方面发挥重要作用,进而影响胸肌肌肉品质的形成。     

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。     

鸭胸肌肉色性状全基因组关联分析

试验旨在利用全基因组关联分析(GWAS)定位影响鸭胸肌肉色性状的候选基因及分子标记,探究肉色性状的遗传基础。本研究中,共测定了555只北京鸭×野鸭F2代资源群体的3种胸肌肉色性状(包括红度a~*、黄度b~*、亮度L~*)。利用北京鸭×野鸭F2代资源群体胸肌肉色性状数据并结合全基因组重测序数据进行全基因组关联分析,检测影响胸肌肉色性状的相关基因及可能的因果变异位点。结果显示,肌肉亮度L~*、红度a~*、黄度b~*均属于低遗传力性状,遗传力分别为0.23、0.12、0.13,且肌肉黄度b~*变异系数较大(26.18%)。通过相关性分析可知,肌肉黄度与红度存在较强正表型相关(r=0.52),肌纤维直径与肌肉黄度存在弱负相关性(r=-0.16)。利用混合线性模型进行GWAS,发现了1个SNP与肌肉黄度b~*潜在显著关联(-log_(10)P=8.28)。对最高效应SNP进行连锁不平衡检验,发现42个SNPs与最高点SNP存在高相关性(r~20.4),这些SNPs位于9号染色体0.37～0.43 Mb之间,区间中共包含7个基因。通过转录组测序数据分析,发现只有5个基因在胸肌组织中表达。对这5个基因进行功能注释,确定硒蛋白T(SELENOT)基因为影响肌肉黄度的候选基因。该结果为解析鸭胸肌肉色性状和提高鸭肉品质的遗传改良提供重要参考。     

鸭胸肌肉色性状全基因组关联分析

试验旨在利用全基因组关联分析（GWAS）定位影响鸭胸肌肉色性状的候选基因及分子标记,探究肉色性状的遗传基础。本研究中,共测定了555只北京鸭×野鸭F2代资源群体的3种胸肌肉色性状（包括红度a^*、黄度b^*、亮度L^*）。利用北京鸭×野鸭F2代资源群体胸肌肉色性状数据并结合全基因组重测序数据进行全基因组关联分析,检测影响胸肌肉色性状的相关基因及可能的因果变异位点。结果显示,肌肉亮度L^*、红度a^*、黄度b^*均属于低遗传力性状,遗传力分别为0.23、0.12、0.13,且肌肉黄度b^*变异系数较大（26.18%）。通过相关性分析可知,肌肉黄度与红度存在较强正表型相关（r=0.52）,肌纤维直径与肌肉黄度存在弱负相关性（r=-0.16）。利用混合线性模型进行GWAS,发现了1个SNP与肌肉黄度b^*潜在显著关联（-log₁₀ P=8.28）。对最高效应SNP进行连锁不平衡检验,发现42个SNPs与最高点SNP存在高相关性（r²>0.4）,这些SNPs位于9号染色体0.37~0.43 Mb之间,区间中共包含7个基因。通过转录组测序数据分析,发现只有5个基因在胸肌组织中表达。对这5个基因进行功能注释,确定硒蛋白T（SELENOT）基因为影响肌肉黄度的候选基因。该结果为解析鸭胸肌肉色性状和提高鸭肉品质的遗传改良提供重要参考。     

我国科学家发现影响鸡肉品质新基因

近日，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所文杰科研团队在鸡肉品质候选基因挖掘研究上取得新进展。该团队在这一领域率先应用高通量单核苷酸多态性（SNP）芯片，利用全基因关联分析（GWAS）和基因时空表达等前沿技术，筛选得到影响肉鸡肌内脂肪含量、肌肉干物质含量及肉色等性状相关的候选基因14个，得到影响胸肌率重要调控基因1个。     

猪红细胞生成素受体基因突变与血常规性状关联分析

本研究旨在探索红细胞生成素受体基因(EPOR)影响红细胞相关性状的分子机理.对EPOR基因第1内含子和第4内含子突变位点g.705G＞T和g.2373C＞T,以飞行时间质谱进行个体基因型分型,在构建的大白猪×民猪F2代资源群体内开展其与6种血常规性状(红细胞压积、血红蛋白、平均红细胞血红蛋白量、平均红细胞体积、红细胞计数及红细胞分布宽度)的关联分析.结果表明,第1内含子突变位点g.705G＞T未发现与血常规性状显著关联;第4内含子突变位点g.2373C＞T群体内只发现2种基因型,其中CT基因型个体的红细胞压积显著高于CC基因型个体(P＜0.05),但并未发现与其他性状显著关联.结果显示,EPOR基因突变可显著影响红细胞压积,说明该基因可作为影响红细胞压积的主效候选基因开展深入研究.     

畜牧

中国科学家发现鸡肉品质相关基因 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所文杰科研团队在鸡肉品质候选基因挖掘研究上取得新进展。该团队在这一领域率先应用高通量单核苷酸多态性（SNP）芯片．利用全基因关联分析（GWAS）和基因时空表达等前沿技术．筛选得到影响肉鸡肌内脂肪含量、肌肉干物质含量及肉色等性状相关的候选基因14个．得到影响胸肌率重要调控基因1个．     

猪TNC基因的表达、多态性及其与肉质、胴体性状的关联分析

试验旨在分析猪TNC基因的表达、多态性及其与肉质、胴体性状的关联性,结果共发现3个SNPs:g.44488C>T、g.68794A>G和g.68841C>T。在杜洛克×皮特兰F2(DuPi)群体中,g.44488C>T与肉色、后腿质量相关,g.68794A>G与腿肌pH24h相关,但g.68841C>T与肉质性状无相关性;在皮特兰群体中,g.44488C>T与pH24h相关,而g.68794A>G与Conductivity1L和背膘厚具有相关性。两个群体中的双倍型个体与pH24h均具有相关性,其表达量与pH1L和蒸煮损失相关。肌肉pH较高的个体TNC基因表达量显著升高。连锁分析结果发现,在4个常染色体上存在4个反式调节eQTL。说明TNC基因可以作为一个潜在的候选基因用于猪肉质性状的分析。     

基于全基因组填充重测序关联分析鉴别影响苏山猪初生体尺与乳头数性状的遗传位点

旨在鉴别影响苏山猪初生体尺和乳头数性状的遗传位点,开发可用于辅助育种的分子标记,为苏山猪生长和繁殖性能的持续选育提供理论基础。本试验对269头苏山猪初生仔猪(出生后24 h内)的体尺和乳头数表型进行测定,并采集耳组织样品。基于全基因组重测序及基因型填充策略,利用全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)和群体分化指数(fixation index,Fst)的方法挖掘与目的性状强关联位点,并对位置功能候选基因开展GO和KEGG分析,确定最有可能的主效基因。本研究共鉴别到4个候选位点,分布在13、14和X染色体上,其中与初生体尺性状显著关联的位点有2个,与乳头数性状显著关联的位点有2个。本研究筛选出1个与体长性状相关的候选基因ACTA2;1个与胸围性状相关的候选基因COL4A6;3个与乳头数性状相关的候选基因ACTA2、CRTAP和SEPTIN6,为苏山猪初生体尺性状和乳头数性状的遗传改良提供了重要的分子标记。     

猪NCK1基因多态性影响母猪产仔数性状研究

本研究旨在探究猪NCK1基因单核苷酸多态性（SNP）位点g.77886190 A>G对母猪繁殖性状的影响。基于前期GWAS数据筛选出与母猪产仔数性状相关的候选基因NCK1。选取468头大白猪作为研究对象，利用Sanger测序进行基因分型，并与母猪繁殖性状进行关联分析。结果表明：在研究群体中，NCK1基因g.77886190A>G位点，AA基因型为优势基因型，且AA基因型个体的总产仔数、产活仔数和健仔数都显著高于AG和GG基因型个体（P<0.05），且总产仔数、产活仔数和健仔数的加性效应达到显著水平（P<0.05）。此外，分别收集AA型、AG型和GG型个体的子宫内膜组织进行NCK1基因表达量检测，结果表明AA型个体NCK1基因表达量显著高于GG型。利用Ensembl数据库中NCK1基因的序列构建pcDNA3.1-NCK1超表达载体，转染PK细胞检测NCK1下游微血管形成标记基因MMP2的表达，结果发现MMP2表达水平上调。因此可以推测NCK1基因通过上调MMP2促进微血管形成，进而影响母猪繁殖性能，该基因可作为母猪繁殖性状的关键候选基因和分子标记。     

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。     

基于RNA-seq数据鉴定苏姜猪肉质性状相关基因

试验通过对苏姜猪背最长肌和腿肌进行转录组分析,旨在挖掘影响苏姜猪肌肉肉质性状的候选基因。选取90和180日龄苏姜猪各3头,利用RNA-seq技术对90日龄苏姜猪背最长肌、180日龄苏姜猪背最长肌和腿肌进行测序,对差异表达基因进行GO功能和KEGG Pathway显著性富集分析。结果显示,180日龄苏姜猪背最长肌和90日龄苏姜猪背最长肌中有1 655个基因差异表达,其中474个基因表达上调,1 181个基因表达下调,GO功能和KEGG Pathway显著性富集分析发现,474个表达上调基因主要参与肌肉纤维、转录调节、钙信号通路、MAPK信号通路、胰岛素信号通路、FOXO信号通路等生物学功能,1 181个表达下调基因主要参与免疫、造血、溶酶体、绑定、酶活性等生物学功能;180日龄苏姜猪背最长肌和腿肌中有383个基因差异表达,其中70个基因表达上调,313个基因表达下调,GO功能和KEGG Pathway显著性富集分析发现,70个表达上调基因未能显著富集,313个表达下调基因主要参与细胞分化增殖、肌肉发育、细胞外基质、cGMP-PKG信号通路等生物学功能。本试验获得了苏姜猪背最长肌和腿肌组织的转录组信息,筛选出6个与苏姜猪肉质性状相关的候选基因:FOXO1、FOXO3、FOXO4、MYF6、A-FABP和H-FABP,为深入研究苏姜猪肉质性状的分子机理奠定基础。     

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...     

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。     

藏鸡不同发育阶段腿部肌肉组织转录组及microRNA联合分析

旨在从转录组和miRNA角度探讨藏鸡肌肉发育的调控机制,了解藏鸡肌肉发育的特殊性。本研究对120和150日龄藏鸡的肌肉组织进行转录组和small RNA测序,筛选出两个日龄阶段差异表达的基因和miRNA,并利用qRT-PCR技术对测序结果进行验证。结果,共筛选出1 691个差异表达基因,其中上调基因330个,下调基因1 361个。差异表达miRNA共有22个,其中9个上调,13个下调。随机选择的5个基因和miRNAs的qPCR验证结果表明表达趋势与测序结果一致。GO富集分析显示,在富集前10的条目中,与免疫相关的条目占较大比例。KEGG分析结果显示,在19个显著富集通路中,与免疫相关的通路占较大比例,且83个miRNA的靶基因出现在显著富集通路上。转录组和small RNA测序数据联合分析表明,343个miRNA-mRNA对为负相关调控模式。本研究从多组学层面为进一步理解藏鸡的肌肉发育提供了理论基础。     

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。     

不同月龄滩羊背最长肌组织的基因表达谱分析

为了解析滩羊肌肉生长发育的调控机理，本研究以1月、6月和10月龄滩羊的背最长肌组织为研究对象，采用转录组测序技术构建了其基因表达谱，并通过生信分析筛选与肌肉发育相关的关键候选基因。结果表明：1月龄组和6月龄组相比，表达上调基因为428个，下调基因为236个，1月龄组和10月龄组相比，表达上调基因为1 204个，下调基因为927个，6月龄组和10月龄相比，表达上调基因为254个，下调基因为188个。对不同比较组别的差异表达基因取交集发现：表达逐步上调的基因共10个，包括CSRP3、ARNTL和BDNF等促进肌肉发育的基因，而表达逐步下调的基因共16个，包括IGFBP5和ANGPT1等抑制肌肉发育的基因。qRT-PCR验证结果显示：CSRP3、IGFBP5等基因的表达趋势同转录组分析结果基本一致，提示上述26个基因适合作为下一步研究的候选基因。本研究成功构建了不同月龄滩羊背最长肌的基因表达谱，并通过生信分析筛选得到调控滩羊肌肉发育的关键候选基因，为深入解析滩羊肌肉发育的分子机制提供了可靠信息。     

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。