Emerging issues in genomic selection

Genomic selection (GS) is now practiced successfully across many species. However, many questions remain, such as long-term effects, estimations of genomic parameters, robustness of genome-wide association study (GWAS) with small and large datasets, and stability of genomic predictions. This study summarizes presentations from the authors at the 2020 American Society of Animal Science (ASAS) symposium. The focus of many studies until now is on linkage disequilibrium between two loci. Ignoring higher-level equilibrium may lead to phantom dominance and epistasis. The Bulmer effect leads to a reduction of the additive variance; however, the selection for increased recombination rate can release anew genetic variance. With genomic information, estimates of genetic parameters may be biased by genomic preselection, but costs of estimation can increase drastically due to the dense form of the genomic information. To make the computation of estimates feasible, genotypes could be retained only for the most important animals, and methods of estimation should use algorithms that can recognize dense blocks in sparse matrices. GWASs using small genomic datasets frequently find many marker-trait associations, whereas studies using much bigger datasets find only a few. Most of the current tools use very simple models for GWAS, possibly causing artifacts. These models are adequate for large datasets where pseudo-phenotypes such as deregressed proofs indirectly account for important effects for traits of interest. Artifacts arising in GWAS with small datasets can be minimized by using data from all animals (whether genotyped or not), realistic models, and methods that account for population structure. Recent developments permit the computation of P-values from genomic best linear unbiased prediction (GBLUP), where models can be arbitrarily complex but restricted to genotyped animals only, and single-step GBLUP that also uses phenotypes from ungenotyped animals. Stability was an important part of nongenomic evaluations, where genetic predictions were stable in the absence of new data even with low prediction accuracies. Unfortunately, genomic evaluations for such animals change because all animals with genotypes are connected. A top-ranked animal can easily drop in the next evaluation, causing a crisis of confidence in genomic evaluations. While correlations between consecutive genomic evaluations are high, outliers can have differences as high as 1 SD. A solution to fluctuating genomic evaluations is to base selection decisions on groups of animals. Although many issues in GS have been solved, many new issues that require additional research continue to surface.     

台湾长果桑栽培技术试验研究

台湾长果桑果个长、总糖量高、有机酸含量低,口感佳并含特别清香,深受广大消费者喜爱.为防止冻害,浙江种植台湾长果桑宜选择大棚种植,最好采用顶膜可完全打开的新型大棚;采果后剪伐时在枝条基部自然长出短小枝上方剪枝或留2 cm～3 cm小截枝,让短小枝或小截枝上长出的枝条变为结果枝,这种剪伐留条方式能显著提升每枝着果数、每芽着果数和降低落果率;可以实现单株产量12.66 kg、667 m2产量1405.52 kg的好成绩、经济效益高.     

改性蒙脱石对黄曲霉毒素B_1和玉米赤霉烯酮的吸附研究

本试验旨在探究4种不同改性蒙脱石对黄曲霉B1(AFB1)和玉米赤霉烯酮(ZEN)的体外吸附性能。采用体外吸附试验,在霉菌毒素污染的喷浆玉米皮中添加4种改性蒙脱石,检测AFB1和ZEN的浓度变化,以探究不同种类及不同添加比例改性蒙脱石对AFB1和ZEN的吸附作用。结果表明:4种改性蒙脱石对AFB1和ZEN均有显著吸附作用,其中膨润土经十八烷基三甲基氯化铵改性制备的复合改性蒙脱石II型对AFB1和ZEN的吸附效果最好,在添加量为1%时,对AFB1和ZEN的吸附率分别为62.60%和43.38%。在本体外试验条件下,4种改性蒙脱石对喷浆玉米皮中AFB1和ZEN均具有吸附作用,可以降低喷浆玉米皮中的霉菌毒素含量,为改性蒙脱石在饲料脱毒剂的使用提供参考。     

鸡繁殖性能近交衰退相关CpG岛差异甲基化基因的筛选

鸡繁殖性能近交衰退是地方鸡遗传资源活体保种过程中面临的重要问题之一,本研究旨在探讨全基因组CpG岛（CpG island,CGI）区DNA甲基化在鸡繁殖性能近交衰退中的作用。分别从狼山鸡高近交组和低近交组中各选取健康母鸡3只,即试验分2个组,每组3个重复,然后采用全基因组重亚硫酸盐测序（WGBS）技术,检测分析两组个体性腺轴组织（包括卵巢和下丘脑）全基因组DNA甲基化差异,筛选差异甲基化区域（DMRs）,并对CpG岛区差异甲基化基因进行功能注释和富集分析。结果表明,狼山鸡高近交组和低近交组比较,其卵巢和下丘脑基因组整体甲基化水平均不存在显著差异（P>0.05）;高、低近交组间差异甲基化区域检测发现,下丘脑和卵巢中分别检测到5 948和4 593个差异甲基化区域,其中1 798和995个差异甲基化区域位于基因组CpG岛区,分别注释到1 020和552个基因;下丘脑中,这些CpG岛区差异甲基化基因显著富集在信号转导、神经系统发育、生殖系统发育和卵母细胞成熟调控等繁殖相关的GO条目,以及转化生长因子β信号通路、乙型肝炎、脂肪酸代谢、胰岛素信号通路等19条KEGG信号通路（P<0.05）;卵巢中,CpG岛区差异甲基化基因显著富集于12条信号通路（P<0.05）,包括慢性骨髓白血病、流感A、精氨酸和脯氨酸代谢、粘着连接等,一些与卵子发育和性激素分泌相关的信号通路也被富集到,如黄体酮介导的卵母细胞成熟、卵母细胞减数分裂、GnRH信号通路、雌激素信号通路等,其中包含CDC27、ADCY8、AKT3等10个差异甲基化基因。因此,本研究在狼山鸡高、低近交组间检测到了大量差异甲基化区域,并发现大量差异甲基化基因与繁殖性状相关,推测这些基因CpG岛区DNA甲基化可能在狼山鸡繁殖性能近交衰退调控中发挥重要作用,研究结果为进一步深入探索鸡繁殖性能近交衰退调控机制奠定了基础,为物种资源保护和家禽育种工作提供了理论参考依据。     

猪急性腹泻综合征冠状病毒SYBR Green荧光定量PCR检测方法的建立及应用

为建立快速、灵敏且特异的检测猪急性腹泻综合征冠状病毒（swine acute diarrhea syndrome coronavirus,SADS-CoV）检测方法,本试验扩增SADS-CoV N基因保守区域将其克隆至pMD18-T载体。所构建的重组质粒pMD18-T-SADS-qN作为阳性质粒标准品,以其为模板建立一种SYBR Green荧光定量PCR检测方法。结果显示,所建立方法在3.31×10¹~3.31×10⁷拷贝·μL^-1模板量时,呈良好的线性关系,相关系数（R²）为0.997,斜率为-3.318。该方法特异性检测SADS-CoV;而猪流行性腹泻病毒（PEDV）、猪传染性胃肠炎病毒（TGEV）、猪德尔塔冠状病毒（PDCoV）和猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）检测结果均为阴性。所构建的标准品检测灵敏度下限可以达到3.31×10¹拷贝·μL^-1,组内和组间变异系数均小于1%,表明其具有良好的灵敏性和重复性。用该方法检测SADS-CoV感染IPI-2I和IPEC-J2细胞后不同时间点和不同接毒剂量的复制情况,结果显示,SADS-CoV感染细胞后2 h病毒含量较低,在12~36 h病毒含量迅速增长,36 h后增长速度减缓且病毒含量维持在较高水平。分别用0、0.1、1 MOI SADS-CoV感染细胞结果显示病毒的mRAN转录水平呈现剂量依赖性增加,当MOI为1时,IPI-2I和IPEC-J2细胞病毒含量分别为10^6.7、10^5.3拷贝·mL^-1。进一步利用所建立的方法对经口服攻毒SADS-CoV仔猪的临床样本进行检测,结果发现病毒在空肠回肠含量较高,表明病毒主要定殖于空肠和回肠。综上表明,本研究建立SYBR Green荧光定量PCR检测方法能灵敏特异地检测SADS-CoV,为SADS-CoV的诊断和病毒相关基础研究提供可靠的检测手段。     

番鸭产蛋各期肝脂肪酸组成及AMPK信号通路基因表达研究

旨在探究产蛋各期番鸭肝腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）信号通路基因表达和肝脂肪酸组成,为番鸭肝脂质代谢应答产蛋提供机理研究。本研究选取开产前22周龄、产蛋初期30周龄、产蛋中期40周龄和产蛋末期60周龄母番鸭各15羽,全自动生化仪测定血脂水平,苏木精-伊红（HE）染色和油红O染色观察肝组织学结构,实时荧光定量PCR （qRT-PCR）检测肝AMPK通路基因表达,气相色谱-质谱联用法（GC-MS）检测产蛋各期肝脂肪酸组成。结果表明,总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、甘油三酯（TG）和极低密度脂蛋白胆固醇（VLDL-C）水平在40周龄显著高于22、30和60周龄（P<0.05）;高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平在30和40周龄显著低于22和60周龄（P<0.05）。肝HE和油红O染色切片显示,肝在22周龄呈实质状,至产蛋40和60周龄,肝脂滴沉积明显（P<0.05）。AMPKα1在22、30、40和60周龄呈本底低水平表达,并显著低于产蛋各期肉碱脂酰转移酶1（CPT1）和脂肪酸合成酶（FAS）的表达量（P<0.05）,FAS在22、40和60周龄均呈高水平表达（P<0.05）;羟甲基戊二酰辅酶A还原酶（HMGR）、肝细胞核因子4α（HNF4α）、乙酰辅酶A羧化酶1（ACC1）和固醇调控元件结合蛋白-1（SREBP1c）在40周龄表达量显著高于22和30周龄（P<0.05）。肝中饱和脂肪酸（SFA）、单不饱和脂肪酸（MUFA）和多不饱和脂肪酸（PUFA）主要由C16∶0、C18∶0、C18∶1和C20∶2 n-6构成,分别占总脂肪酸含量的32%、16%、30%和9%。C14∶0和C16∶0含量在40周龄显著高于22周龄（P<0.05）;C24∶0、C20∶2 n-6和PUFA含量在60周龄显著高于22和40周龄（P<0.05）。综上,番鸭产蛋期肝通过上调FAS等脂质合成基因表达,合成大量长链脂肪酸,沉积于肝,并增加血脂水平。     

戴瑞奶绵羊产奶性状的全基因组关联分析

旨在通过对奶绵羊产奶性状的全基因组关联分析（GWAS）,寻找和定位与奶绵羊产奶性状相关的遗传标记和功能基因。本研究以135只戴瑞奶绵羊为试验材料,基于全基因组重测序技术,通过SAMTOOLS进行单核苷酸多态性（SNP）检测,使用PLINK v1.90进行质控,利用GEMMA v 0.98.1的混合线性模型对质控结果进行奶绵羊产奶性状相关的全基因组关联分析。结果表明,有1个SNP与泌乳后90天日均产奶量在全基因组范围内显著相关,8个SNPs达到潜在显著关联,相关的候选基因包括TRNAQ-CUG-2、LOC114117240、ACADL、MYL1、CHD6、SLCO3A1;有2个SNPs与150天日均产奶量达潜在显著关联,相关的候选基因包括PRMT6、RNF180;有2个SNPs与泌乳周期达潜在显著关联,相关的候选基因包括PRMT6、TRNAW-CCA-68、TRNAS-GGA-61。进一步基因功能分析推测,ACADL、SLCO3A1可能是影响奶绵羊产奶性状的候选基因。本研究为奶绵羊产奶性状的分子机制解析提供了一定的基础,为我国奶绵羊新品种培育提供了一定的理论参考。     

Fas对镉激活PC12细胞线粒体凋亡通路的影响

旨在探究死亡受体Fas在镉致大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞（PC12）凋亡中的作用及其对线粒体通路的调控机制,用10 μmol·L^-1镉处理Fas基因沉默的PC12细胞株12 h,通过Western blot检测BH3相互作用域死亡激动剂（BID）、半胱氨酸蛋白酶-9（caspase-9）、半胱氨酸蛋白酶-3（caspase-3）、多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶（PARP）的活化情况,Bcl-2相关X蛋白（Bax）、B细胞淋巴瘤/白血病-2基因（Bcl-2）、凋亡诱导因子（AIF）、核酸内切酶G（Endo G）的表达情况,以及细胞色素C（Cyt C）在细胞内的分布情况,免疫荧光染色检测AIF核转位。结果显示,镉极显著上调tBID/BID比值和Bax/Bcl-2比值,诱导Cyt C从线粒体释放到细胞质,激活caspase-9、caspase-3和PARP,增加AIF和Endo G蛋白表达水平（P<0.01）,并诱导AIF核转位;沉默Fas极显著抑制镉引起的tBID/BID比值和Bax/Bcl-2比值升高,Cyt C从线粒体释放到胞浆,caspase-3、PARP蛋白活化和AIF、Endo G蛋白表达水平极显著升高（P<0.01）,显著抑制镉激活的caspase-9（P<0.05）,并抑制AIF核转位。综上表明,Fas通过调控线粒体通路参与镉致PC12细胞凋亡。     

犬慢性肾衰竭进程中肠道菌群代谢物短链脂肪酸水平的变化及其对肾功能的影响

本研究旨在评估短链脂肪酸在慢性肾衰竭患犬和健康犬中的水平,探究短链脂肪酸变化的原因及其对肾功能的影响。选取22例轻度慢性肾衰患犬（M-CRF组）、29例重度慢性肾衰患犬（S-CRF组）和26例健康对照犬（HC组）,用16S rDNA测序技术分析肠道菌群多样性,气相色谱法检测粪中短链脂肪酸浓度。通过粪菌移植和补充丁酸钠给5/6肾摘除犬,观察肠道菌群及丁酸钠对肾功能影响。结果显示：1）S-CRF组肠道菌群多样性指标观察物种数及Simpson指数低于HC组（P<0.05）,PCoA分析显示,S-CRF组肠道菌群与M-CRF、HC组有差异。2）LEfSe分析显示,S-CRF组和HC组间大量差异菌群,拟杆菌科、拟杆菌属及假单胞菌科等7个菌种富集于S-CRF组,普氏杆菌科、梭菌科、普氏杆菌属及普拉梭菌属等11个菌种富集于HC组。CCA分析发现富集于S-CRF组菌种丰度与肾功能指标呈正相关。3）S-CRF组粪中乙酸、丙酸及丁酸浓度均显著低于HC组和M-CRF组,M-CRF组丁酸浓度显著低于HC组（P<0.05）,且丁酸浓度与血中胱抑素C（Cys-c）、肌酐（Cr）及尿素氮（BUN）等肾功能指标呈负相关（r值分别为-0.451、-0.583和-0.514,P<0.01）。4）与慢性肾衰模型组（5/6 Nx组）比较,慢性肾衰犬给与丁酸钠8周后,血清Cr和BUN显著降低（P<0.05）;粪菌移植8周后,血清Cr和BUN显著升高（P<0.05）,丁酸钠可回调血清Cr和BUN水平。综上表明,慢性肾衰竭患犬肠道菌群多样性降低,菌群结构及丰度改变,粪中短链脂肪酸浓度降低,这些变化可加剧肾功能障碍。为犬慢性肾衰竭的防治提供新的理论依据。     

中华蜜蜂囊状幼虫病毒检测方法研究进展

中蜂囊状幼虫病是一种由中蜂囊状幼虫病毒引起的严重威胁中蜂健康的传染性疾病。目前由于该病尚无有效的药物治疗方式,因此,预防与及时检测对于遏制该病传播显得尤为重要。本文主要从临床诊断、分子生物学和免疫学方面总结中蜂囊状幼虫病检测与鉴定的方法,包括形态诊断、RT-PCR技术、实时荧光定量PCR、巢式PCR、胶体金免疫快速诊断技术、ELISA、血清学技术和基因芯片等,为中蜂囊状幼虫病毒检测方法的改进和优化提供参考。