猪肌纤维和眼肌面积性状全基因组关联研究

发布时间：2017-11-15 07:07

  本文关键词：猪肌纤维和眼肌面积性状全基因组关联研究

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【摘要】：随着人们对生活品质的更高追求,消费者对猪肉肉质的要求也越来越高。作为影响猪肉质主要因素的肌纤维和眼肌面积也愈来愈受到研究者的关注,成为猪育种计划的一部分。近年来,随着基因分型技术的不断完善和各大生物技术公司所研发的猪高密度SNP基因芯片的应用,对猪肌纤维和眼肌面积等活体不能度量的性状进行全基因组关联研究(Genome-wide association study, GWAS)已经成为可能。本试验构建了大白猪×民猪F2设计资源群体,以575头F2代个体为研究对象,应用Illumina PorcineSNP60 BeadChip(拥有62163个SNPs)技术,应用基于混合模型及回归的快速全基因组关联及基因组对照法(Genome-wide rapid association using the mixed model and regression-genomic control, GRAMMAR-GC),利用DMU软件和R统计环境下的GenABEL软件包对猪肌纤维直径(MFDI)、肌纤维密度(MFDE)、肌纤维面积(MFA)、白肌纤维比例(PWMF)、红肌纤维比例(PRMF)、中间型肌纤维比例(PIMF)、5-6肋眼肌面积(EMA5-6th)、10-11肋眼肌面积(EMA10-11th)和最后肋眼肌面积(EMAlast)共9个性状进行了全基因组关联分析,搜寻与猪肌纤维性状和眼肌面积相关的SNPs和候选基因。结果表明：1、屠宰了575头F2代个体,这些个体来自大白猪×民猪资源群体,而后对屠宰胴体进行了分割,测定与记录了9个肌纤维和眼肌面积性状指标。描述性统计显示,各个性状的表型数据分布符合资源家系分离群体的特征。相关分析表明,不仅肌纤维各性状间达到了显著相关水平(P0.01),而且肌纤维各性状与眼肌面积间的相关也高度显著(P0.01)。2、GWAS分析表明,在肌纤维直径、肌纤维密度、肌纤维面积、白肌纤维比例、红肌纤维比例、中间型肌纤维比例、10-11肋眼肌面积和最后肋眼肌面积共8个性状检测到染色体显著水平SNPs,它们的数量分别为5、8、7、4、1、2、12和36个,达基因组显著水平的SNPs分别为4、6、5、1、0、0、4和15个,5-6肋眼肌面积性状未检测到显著SNPs。3、依据猪基因芯片的SNPs信息,应用NCBI和Sus scrofa Build 10.2猪基因组数据库,对肌纤维和眼肌面积显著的SNPs注释表明：与肌纤维直径显著相关ALGA0020217被定位于SSC3,落于SRBD1基因第25内含子上;与肌纤维密度显著相关的DRGA0006607被定位于SSC6,落于TOX3基因第3内含子上；肌纤维密度显著相关的ALGA0020217被定位于SSC3,落于SRBD1基因第25内含子上;与10-11肋眼肌面积显著相关的ASGA0094812、H3GA0005590、ASGA0008564分别被定位于SSC12、SSC2、SSC2、分别落于USP43、PPP6R3、SSH3基因的第14内含子、第5内含子、第8外显子内；与最后肋肋眼肌面积显著相关的ASGA0094812、H3GA0034538、 ALGA0066656、ALGA0104212、ALGA0109059、MARC0108602、H3GA0053692、 DIAS0000896、M1GA0016908、H3GA00338244、MRC0087562、CASI0008458、 ASGA0035681、H3GA0005590、DIAS0000861和ASGA0055225中,除H3GA0005590被定位于SSC2,其余均被定位于SSC12,且分别落在了USP43、NLK、NLK、NOS2、 KIAA0100、AATF、KSR1、NOS2、SLC13A5、MPP2、MYO1D、GLP2R、MAP2K4、PPP6R3、MYH3和MYHl3基因内。4、依据KEGG、NCBI、Ensemb1等数据库的相关内容,应用比较基因组学和生物信息学技术对显著SNPs以及周围的基因进行注释。结果表明,本研究中所检测到的基因主要参与不同离子通道构成和细胞信号传导。在以下几方面发挥重要作用：细胞骨架或基质成分,DNA修复、转录调节和翻译调控,细胞增殖与凋亡,调节机体营养成分代谢和平衡,激酶活性等。其中也有一些基因和基因家族被证实与肉质、肌纤维和眼肌面积关联。5、采用HAPLOVIEW 3.1软件对最后肋眼肌面积检测到的所有显著SNPs进行单倍型分析。结果表明,在SSC12上检测到4个与猪最后肋眼肌面积显著相关的单倍型块。单倍型块1由4个SNPs组成的约266 kb区域,包含了2个注释基因NOS2和NLK；单倍型块2由4个SNPs组成的约348 kb区域,包含了1个注释基因TMIGD1;单倍型块3由2个SNPs组成的约0.9 kb区域;单倍型块4由4个SNPs组成的453 kb区域,包含了1个注释基因MAP2K4。6、经过对本研究结果的整理和分析,初步将USP43、PPP6R3、NLK、NOS2、SLC13A5、 MYO1D、MYH3、MYH13基因或基因家族确认为肌纤维和眼肌面积性状的候选基因或基因家族。
【学位授予单位】：山西农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S828

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本文编号：1188794