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...     

绵羊基因组测序及应用研究进展

随着测序技术的不断发展,测序价格的平民化使得基因组测序及应用普及到各个物种。绵羊作为人类重要的经济动物,其基因组研究近年来取得了重要进展,在绵羊起源、进化和适应性及功能基因鉴定等方面的研究取得了重要成果。该文重点综述绵羊的全基因组de nono测序进展及全基因组重测序在解析绵羊品种遗传多样性、揭示进化适应机制、功能基因定位等方面的研究应用,以期为绵羊的生物学研究提供方法参考,也为绵羊品种资源的保护和利用及分子育种提供参考。     

全基因组测序在畜禽中应用的研究进展

在基因组研究方面,目前全基因组测序已由第一代测序技术发展到第三代测序技术,全基因组测序与传统方法相比具有更加全面、精准、高效等优势。随着测序技术的发展和费用的降低,全基因组测序（whole genome sequencing,WGS）技术逐渐成为基因组研究应用最广泛的技术。全基因组测序已经在畜禽起源进化、重要经济性状基因挖掘、分子育种等方面取得了诸多成果。通过全基因组重测序,能够发现拷贝数变异（copy number variation,CNV）及单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）变异,丰富现有的CNV和SNP数据库,为抗病、生长、食欲、代谢调节、表型、环境适应机制及重要经济性状基因的分析提供重要数据。作者针对全基因组测序技术在主要畜禽上的研究进展,综述了全基因组测序在畜禽的品种遗传多样性、群体演变机制、功能基因挖掘等研究中的应用,并探讨了全基因组测序存在的问题,旨在为畜禽种质资源保护和分子育种实践提供参考。     

全基因组重测序及其在动物育种的研究进展

随着生物科学技术的发展以及基因研究的深入,越来越多地使用全基因组测序和高通量测序技术,以期在全基因组水平上找到与疾病或动植物复杂性状有关的遗传变异,分析个体或群体之间的基因序列差异或结构差异,检测范围广、效率高、准确度高。本文就全基因组重测序的主要内容和研究进展加以综述。     

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。     

华南地区牛结节性皮肤病病毒全基因组测序及分析

为了对2020年我国华南地区牛结节性皮肤病(lumpy skin disease, LSD)疫情进行溯源调查,本研究采用商品化检测试剂盒和透射电镜对2份华南地区疑似感染的牛皮肤结节组织样本进行鉴定,利用高通量测序技术进行病毒全基因组测序,并对其进行序列比对、遗传进化和病毒重组分析。qPCR检测结果显示2份样本均为牛结节性皮肤病病毒(lumpy skin disease virus, LSDV)阳性,电镜观察到典型LSDV病毒粒子形态,将其命名为China/GD02/2020株和China/GX01/2020株,获得全基因组序列上传GenBank获得登录号分别为OM803091和OM803092。对病毒全基因组序列比对及遗传进化分析显示GD02和GX01株的核苷酸相似性达到99.99%,并与2020年中国台湾、中国香港和越南的LSDV分离株处于进化树的同一小分支,且均归属为重组病毒。病毒重组分析表明2株病毒的主要亲本为南非疫苗株(Neethling vaccine LW 1959),次要亲本为摩洛哥从牛分离的田间株(LSD/KSGP 0240/Morocco/2017)和南非野毒株(Ne...     

基于简化基因组测序的永登七山羊遗传多样性分析

旨在通过简化基因组测序(specific-locus amplified fragment sequencing, SLAF-seq)技术分析永登七山羊群体遗传多样性和群体结构,为永登七山羊作为新发现资源申报提供支撑。本研究以甘肃省4个地方绵羊群体(每个群体随机选取10只成年健康母羊)作为研究对象,利用SLAF技术检测全基因组范围内的单核苷酸多态性位点(SNPs)。通过perl编程计算观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)、多态信息含量(PIC)、香浓维纳指数(SHI)和基因多样性指数(Nei)等5个遗传多样性指标;PopLDdecay软件分析每个品种连锁不平衡情况;elgensoft软件进行主成分分析(PCA);mega x软件构建4个绵羊品种的系统发育树;structure软件进行群体遗传结构分析;gcta软件进行亲缘关系分析。结果表明,40只绵羊个体共检测到1 658 596个SNPs位点,其中大部分SNPs位点位于基因间区域。永登七山羊群体Ho、He、PIC、SHI、Nei指标值分别为0.082、0.277、0.221、0.411和0.305,且永登七山羊的连锁不平衡系数较高,...     

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...     

基于简化基因组测序的黄色波尔山羊公羊亲缘关系及近交系数分析

为提高云南黄山羊新品种培育的育种效率和遗传进展,准确度量育种素材波尔山羊黄色群体的近交程度及亲缘关系是一个有效途径。本研究采用简化基因组测序（GBS）技术对来自云南省种羊推广中心的37只黄色波尔山羊公羊进行测序,通过质控获取高质量高密度SNP变异信息,并使用Gmatrix v2、Plink v1.90、MegaX v10.0等软件进行主成分分析（PCA）、状态同源距离计算（identity by state,IBS）、基因型亲缘关系G矩阵构建、亲缘系数计算、NJ聚类分析和基因组近交系数计算。结果显示,在37只黄色公羊中检测出位于29条常染色体上的高质量SNPs位点88 393个,共检测出长纯合片段（ROH）1 537条,大小在1 000.582~18 400.12 kb之间,平均每条ROH长2 576.34 kb,平均含有93.15个SNPs;37只黄色公羊被分为11个家系,其中3个家系仅各有1只黄色公羊,家系A与K亲缘关系最远;基于ROH的群体平均基因组近交系数为0.043,其中3只黄色公羊的基因组近交系数>0.125,存在较多的近交积累。本研究结果为波尔山羊黄色群体在云南黄山羊新品种培育中的合理利用提供了科学依据,也为评估山羊个体近交水平、防止近交衰退、优化选种选配方案提供了有力的技术手段。     

永登七山羊全基因组选择信号检测分析

旨在检测永登七山羊群体基因组选择信号,挖掘永登七山羊有价值的种质特性基因。本研究以4个绵羊群体(永登七山羊、岷县黑裘皮羊、兰州大尾羊和滩羊)共40个个体为研究对象,利用简化基因组测序(specific-locus amplified fragment sequencing, SLAF-seq)技术检测全基因组范围内的单核苷酸多态性位点(SNPs)。基于SNPs数据集,通过elgensoft软件进行主成分分析;运用Treemix软件分析基因流事件;利用群体遗传分化指数(Fst)和核苷酸多样性比值(πratio)进行全基因组选择性清除分析,取top 5%Fst和πratio的交集以确定基因组受选择区域,并对候选基因进行GO和KEGG富集分析。结果共得到1 658 596个群体SNPs;主成分分析(PCA)发现永登七山羊能够独立分群,基因流表明永登七山羊和兰州大尾羊存在较弱的基因交流。以永登七山羊为试验群体,岷县黑裘皮羊、兰州大尾羊和滩羊为参考群体进行选择清除分析,3个比较组的受选择区域分别检测出424、294、301个候选基因;GO和KEGG分析结果表明,候选基因分别显著富集在65、79、...     

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。     

利用全基因组测序技术鉴定宁夏彭阳县利木赞牛的群体遗传结构

[目的]通过全基因组测序技术分析宁夏彭阳县11头利木赞牛的群体遗传结构及遗传多样性,以揭示其遗传背景和血统纯度。[方法]利用全基因组重测序、主成分分析、系统发育树构建及祖先成分分析等生物信息学方法。[结果]在宁夏彭阳县11头利木赞牛基因组中,10头利木赞牛含有东亚普通牛、欧洲普通牛与中国瘤牛血统,其中欧洲普通牛占比最大,平均约占60%,东亚普通牛血统平均约占28%,中国瘤牛血统平均约占12%,表明10头利木赞牛与宁夏地方黄牛群体秦川牛与固原牛存在不同程度的杂交;还有1头为纯种利木赞牛。[结论]利用全基因组测序技术和生物信息学方法对宁夏彭阳县11头利木赞牛进行鉴定,其中1头为纯种利木赞牛,其余10头均为杂种利木赞牛。     

羊草全基因组测序计划全面启动

近日,由中国农业科学院草原研究所牵头,联合中国农业科学院深圳农业基因组研究所等单位共同合作的羊草全基因组测序计划已全面启动。该计划完成后,将对我国极为丰富的羊草资源的新品种选育、人工草地建植、天然草原生产力提高以及产业开发等工作带来重要推动作用。     

家蚕品种桂蚕8号亲本全基因组重测序研究初报

对桂蚕8号4个杂交亲本“锦”（9MN）“绣”（芙H）“壮”（7MH）“丽”（87H）开展全基因组重测序研究,通过比对并作初步分析,获得4个全基因组单核苷酸多态性（SNP）、插入缺失（InDel）、结构性变异（SV）和拷贝数变异（CNV）,4个杂交亲本SNP总数均超过600万个位点,插入缺失（Indel）总数约140万;在结构性变异（SV）方面,插入（INS）、缺失（DEL）、倒位（INV）、染色体内易位（ITX）和染色体间易位（CTX）类型均有存在,主要分布在基因间区、内含子、外显子、基因上游、基因下游,在可变剪切位点、UTR5、UTR3及位于一个基因的上游同时也是另一个基因的下游区间亦有分布;拷贝数偏低的区域均超200个,偏高的区域在79～100个之间,所有品种在基因上游、外显子、UTR5、基因间区均有拷贝数变异,其中以外显子区域最多,在可变剪切位点、基因下游、上游/下游、UTR3区域未见有拷贝数变异。     

全基因组选择在猪育种中的研究进展

目前,随着分子生物学技术和遗传学的不断发展,动物育种方法从传统的数量评估方法,逐渐向全基因组选择法评估育种值转变。全基因组选择是动物育种的一次革命,利用全基因组遗传标记信息对个体进行遗传评估,能大大缩短育种间隔,提高遗传进展,已然成为动物育种研究的热点。该文主要对全基因组选择在动物育种中的应用及展望做一个简述。     

猪肉质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)是在全基因组范围内,以单核苷酸多态性标记(single nucleotide polymorphism sign, SNPs)作为分子遗传标记,筛选出与数量性状相关的SNP、数量性状基因座(quantitative trait locus, QTL)和候选基因的有效手段。猪肉品质是猪的重要经济性状,与人们的肉食营养、肉食品加工和养猪业经济效益密切相关。本文主要对GWAS在猪肉质性状的研究应用展开论述,以期为通过GWAS鉴别影响猪肉质性状的主效基因来改善猪肉品质提供理论依据。     

细菌全基因组测序技术用于沙门氏菌流行病学调查的可行性分析

为探讨细菌全基因组测序（whole genome sequencing,WGS）技术在基层沙门氏菌防控中的优势与可行性,对前期分离的9株沙门氏菌进行细菌全基因组测序,并进行血清型预测、多位点序列分型（multilocus sequence typing,MLST）和耐药基因分析,将全基因组测序结果与传统血清分型和耐药性分析结果进行对比。结果显示：基于全基因组测序数据的血清分型结果与传统血清分型结果符合率为100%,两种方法对9株沙门氏菌血清分型结果完全一致;两种方法分析出的β-内酰胺类、氯霉素类、喹诺酮类和氨基糖苷类药物的耐药基因与耐药表型符合率为100%,即耐药菌株中均含有4大类抗菌药物的耐药基因;用全基因组测序检测到利福平、磺胺类和四环素3大类抗菌药物的7个耐药基因,表明9株沙门氏菌可能对这3大类抗菌药物耐药。结果表明：全基因组测序结果与传统实验室诊断结果完全一致,且具有快速、低成本、操作简单等优势,并且随着测序技术的发展,其检测成本和周期将进一步缩减,因此基于细菌全基因组测序开发沙门氏菌快速分型和耐药性分析方法有一定的应用价值和可行性。     

桑树（川桑Morusnotabilis）全基因组测序

人类栽桑养蚕起始于5000年之前,所开创的丝绸之路极大地影响了世界历史的进程。家蚕的基因组已经被解析,与之相辅,我们在此描述了桑树（川桑）的基因组。经过组装之后的桑树基因组大小为330Mb,含有128Mb的重复序列,编码了29338个基因,转录组数据支持了其中60．8％的基因。分析桑树基因组发现,桑树基因的进化速度是蔷薇目其他物种的大约3倍,这一特征可能促进了其在地球上的传播和分布。桑树在过去的1亿年中没有经历基因组加倍事件,这一现象只在除了几个蔷薇目物种的少数真双子叶植物中出现。然而,在桑树及其他树种中却发现了一系列新的多倍体类型,这一种新型的加倍事件可能对其更加有利。在家蚕的血淋巴和丝腺中鉴定到了5个预测的桑树来源的miRNA,暗示了植物和植食性昆虫之间在分子水平上存在相互作用。除此之外,对桑树中与分化选择、抗性和乳汁中表达的蛋白酶抑制子等相关的编码基因的鉴定和分析将推进桑树改良的研究进程。     

产细菌素乳酸菌LS-1的全基因组测序分析

前期研究从内蒙古手工奶酪中筛选出1株可拮抗金黄色葡萄球菌的乳酸菌Lacticaseibacillus saniviri(LS-1)。为探究LS-1的全基因组信息,挖掘其潜在细菌素编码基因簇,本试验对LS-1进行全基因组测序,对编码基因进行预测,并采用非冗余蛋白质(Nr)和基因本体(GO)数据库进行功能注释;利用BAGEL4数据库预测分析细菌素合成基因簇。结果显示,LS-1的基因组大小为2 356 714 bp, GC含量为47.87%。共预测到2 316个编码基因,其编码基因总长度为2 058 534 bp,平均长度为888 bp。LS-1所分泌细菌素属于Ⅲ类细菌素中的Enterolysin A(EnlA),推测EnlA可能通过裂解细胞壁来实现抑菌作用。本试验通过全基因组测序对LS-1基因组进行全面分析,从基因水平阐明其细菌素编码基因簇,进一步明确了菌株LS-1所产细菌素具有作为新型替抗产品的潜力。