全基因组重测序揭示中国短脂尾绵羊微进化关系及繁殖相关基因的遗传变异

发布时间：2017-04-18 12:05

  本文关键词：全基因组重测序揭示中国短脂尾绵羊微进化关系及繁殖相关基因的遗传变异，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国短脂尾绵羊品种资源丰富,分布广泛于中北部区域。据考古学和遗传学研究,蒙古羊是短脂尾绵羊品种的共同祖先,在经过迁移、驯化和适应之后,许多演化品种在表型性状上发生了明显变化,特别是在繁殖、生长等性状上差异较大,但由进化所导致表型差异的遗传机制尚不清楚,缺乏全基因组水平的系统研究。本研究以蒙古羊、小尾寒羊和多浪羊为研究对象,采用全基因组重测序、生物信息学分析等技术方法开展了相关研究。取得结果如下：(1)本研究通过全基因组重测序,总共获得三个绵羊品种基因组测序数据78 G,深度达到已公布的绵羊参考基因组的43.2×,平均每个品种14.4×；与参考基因组比对,共获得13,209,060个高质量SNPs(单核苷酸多态性)和912,131个InDels(插入缺失位点),通过Sanger测序验证SNP准确率达到95.8%(115/120)。(2)位于小尾寒羊蛋白编码区(CDS)的SNP共90,853个,其中同义SNP有36,820个,错义SNP有54,033个(分别位于11,063个基因内),无义SNP有2,474个(分别位于1,789个基因内)。位于蒙古羊CDS的SNP共90,720个,其中同义SNP有37,449个,错义SNP有53,271个(分别位于11,421个基因内),无义SNP有2,421个(分别位于1,810个基因内)。位于多浪羊CDS的SNP共56,804个,其中同义SNP有21,029个,错义SNP有35,775个(分别位于7,724个基因内),无义SNP有1,786个(分别位于1,192个基因内)。(3)由于小尾寒羊和多浪羊都具有多胎、常年发情的表型,而蒙古羊为单胎、季节性发情,因此我们选取了同时在小尾寒羊和多浪羊中发生错义突变而不在蒙古羊中发生错义突变的基因共797个,进行GO功能注释,主要富集于6大类生物学功能,其中15个基因富集于繁殖条目(其中12个基因富集于GO：0007283精子发生),KEGG通路分析共注释到5条生化通路,其中Progesterone-mediated oocyte maturation(孕激素介导的卵母细胞成熟)通路包含7个基因(RPS6KA3、MAD2L1、CCNB2、GNAI2、ADCY5、 PIK3R5、CDC25B),我们推测这些基因与短脂尾绵羊的繁殖性状有关。(4)我们在小尾寒羊基因组上共鉴定出选择进化区域145个,总长度45.3 Mb,占整个基因组长度的1.74%。其中常染色体上,以Z(HP)-4和Z(FST)4为阂值,有108个高度纯合的区域和65个与蒙古羊的遗传距离极远的区域。合并后共136个区域,包含774个蛋白编码基因。X染色体上,以Z(Hp)-3和Z(FST)3为阈值,共有9个区域包含24个蛋白编码基因被鉴定。(5)对小尾寒羊选择进化区域内的基因进行GO功能注释,主要富集到8大类生物学功能(发育过程、细胞过程、多细胞生物过程、生物调节、代谢过程、繁殖、定位和生长)的32个功能条目。KEGG通路分析注释到11个生化通路,其中包括Endometrial cancer(子宫内膜癌)、Prostate cancer(前列腺癌)等,可能与短脂尾绵羊的繁殖性状具有潜在的关系。(6)小尾寒羊基因组选择进化区域内繁殖功能相关的基因共25个,其中只在小尾寒羊发生进化的有8个：MMP14、PMCH、HMGCR、SLC6A3、PRL、OXT、TSSK3、FLT1；同时在小尾寒羊和多浪羊中发生进化的有5个:ADAM2、GAMT、NR3C1、DAZAP1、 ADAM29;只在蒙古羊发生进化的有1个：HOXA10;三个品种都发生进化的有5个：DMRTB1、RQCD1、FGF9、ABCB9、YBX2。
【关键词】：短脂尾绵羊 微进化 全基因组重测序 小尾寒羊 繁殖性状
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S826
【目录】：

• 符号说明5-8
• 中文摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 1 引言12-27
• 1.1 家养动物微进化研究进展12-19
• 1.1.1 微进化的概念12
• 1.1.2 微进化的研究方法12-13
• 1.1.3 不同家养动物微进化研究13-17
• 1.1.4 绵羊起源与进化研究进展17-19
• 1.2 中国短脂尾绵羊的起源与进化19-23
• 1.2.1 蒙古羊的起源、进化与分布19-21
• 1.2.2 短脂尾绵羊的遗传多样性21-22
• 1.2.3 短脂尾绵羊各品种之间的差异22-23
• 1.3 绵羊繁殖相关基因的研究进展23-27
• 1.3.1 绵羊季节性繁殖相关基因的研究进展23-25
• 1.3.2 绵羊多胎性状相关基因的研究进展25-27
• 1.4 本研究的目的意义27
• 2 材料与方法27-33
• 2.1 试验材料27-28
• 2.1.1 试验动物及样品采集27-28
• 2.1.2 主要数据库及生物分析软件28
• 2.2 试验方法28-30
• 2.2.1 基因组DNA的提取与检测28-29
• 2.2.2 绵羊基因组文库的构建及高通量测序29-30
• 2.2.3 SNP准确性验证30
• 2.3 数据分析30-33
• 2.3.1 测序数据与参考基因组比对31-32
• 2.3.2 变异检测与注释32
• 2.3.3 选择进化分析32-33
• 2.3.4 基因功能注释33
• 3 结果与分析33-57
• 3.1 DNA提取质量检测33-34
• 3.2 高通量测序数据的生物信息学分析结果34-57
• 3.2.1 数据产出概述34-35
• 3.2.2 测序数据比对结果与测序深度分布35-36
• 3.2.3 变异检测与注释36-39
• 3.2.4 利用同义/非同义SNP预测进化基因39-41
• 3.2.5 选择进化分析41-52
• 3.2.6 选择进化基因的功能注释52-54
• 3.2.7 繁殖相关基因的研究54-56
• 3.2.8 SNP准确性验证56-57
• 4 讨论57-60
• 4.1 选择信号的检测57
• 4.2 X染色体变异分布57-58
• 4.3 选择进化区域与先前研究的比较58-59
• 4.4 两种方法检测到的进化基因功能一致59
• 4.5 绵羊繁殖相关QTL在中国短脂尾绵羊微进化中的作用59-60
• 5 结论60-61
• 参考文献61-72
• 附录72-124
• 致谢124-125
• 攻读学位期间发表论文情况125

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 黄冬维;储明星;;动物季节性繁殖分子调控机理研究进展[J];遗传;2011年07期

2 蔡大伟;汤卓炜;陈全家;韩璐;周慧;;中国绵羊起源的分子考古学研究[J];边疆考古研究;2010年00期

3 张维;;后达尔文时代何去何从[J];化石;2009年04期

4 苑存忠;王建民;马月辉;曲绪仙;尚友国;张宁波;;山东省地方绵羊品种微卫星遗传多态性[J];应用生态学报;2006年08期

5 罗玉柱;成述儒;Batsuuri Lkhagva;D.Badamdorj;Olivier Hanotte;韩建林;;用mtDNA D-环序列探讨蒙古和中国绵羊的起源及遗传多样性[J];遗传学报;2005年12期

6 成述儒,韩建林,Olivier Hanotte,罗玉柱;中国绵羊群体mtDNA D-Loop的遗传多样性分析[J];甘肃农业大学学报;2005年04期

7 储明星;Booroola羊Fec~B基因的遗传标记研究进展[J];国外畜牧科技;2001年02期

8 薄吾成;试论盘羊与氐羌[J];农业考古;2000年01期

9 冯维祺;;我国古代绵羊品种形成初考[J];农业考古;1991年03期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 侯成林;蒙古羊全基因组测序及基于转录组分析的抗寒性状遗传基础研究[D];内蒙古农业大学;2014年

2 贺建宁;绵羊常年发情的内分泌学研究及卵巢差异表达基因筛选[D];中国农业科学院;2013年

3 王丛茂;高通量基因组数据的处理、分析与建模[D];上海交通大学;2012年

4 肖朝庭;影响绵羊高繁殖力和非季节性发情基因的研究[D];浙江大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 仲涛;中国部分绵羊品种的遗传多样性研究[D];中国农业科学院;2007年

  本文关键词：全基因组重测序揭示中国短脂尾绵羊微进化关系及繁殖相关基因的遗传变异，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：314822