SLAF-GWAS分析猪腹股沟阴囊疝发生的关联位点及相关候选基因验证

发布时间：2017-10-15 21:35

  本文关键词：SLAF-GWAS分析猪腹股沟阴囊疝发生的关联位点及相关候选基因验证

  更多相关文章： 猪 腹股沟/阴囊疝 全基因组关联分析 简化基因组重测序 候选基因

【摘要】：猪腹股沟/阴囊疝一直受到养殖业者的关心和重视,它导致了贫弱的动物福利和巨大的生产经济损失。腹股沟/阴囊疝是一种复杂的疾病,主要由多基因和环境因素共同作用所致,研究进展较为缓慢。目前,许多研究小组采用不同的方法去解析猪腹股沟/阴囊疝的致病原理和寻找患病相关的易感区域,但所得到的结果不一致且没有得到广泛的验证。本研究通过全基因组简化测序,进行全基因组关联分析,筛选出与猪腹股沟阴囊疝相关的多态位点,定位到相应的候选基因;同时也对国内外各个研究小组筛选出来的候选基因在本试验群体中进行了验证。主要的研究结果如下:1.本试验采集了包含法系大白猪、法系长白猪、美系大白猪以及多元杂交商品猪共270头样本群体;从中挑选出59头患病个体和61头正常个体作为高通量测序样本,进行了简化基因组重测序。根据完整度0.8,MAF0.05过滤,并获得218460个高度一致的群体SNP。考虑到群体结构的复杂性,首先利用SNP信息对样本进行群体结构分析,再通过基于TASSEL软件的线性模型的进行分析。结果显示,在总群体和法系大白分群体中,都没有定位到十分显著关联的位点。对所有样本进行患病-对照全基因组关联分析,在总群体中定位到了7个显著关联的SNP位点;单独分析法系大白群体时,定位到了9个显著相关的SNP位点。2.依据关联的SNP信息,进行功能基因挖掘。在包含120个测序样本的混合群体中,筛选出来了两个位置功能候选基因CPNE5和MAP7D2;在含有57个测序样本的法系大白群体中定位到了9个位点,但只筛选到了1个功能位置候选基因MYCN。并对基因CPNE5和MAP7D2在270头样本中进行了多态性分析,结果显示,患病猪和正常猪在CPNE5基因多态位点处的基因型分布差异极显著(P=3.24081E-070.01),等位基因频率的分布差异也表现的极显著(P=2.2726E-100.01);MAP7D2基因多态位点的基因型分布(P=0.0009678350.01)和等位基因频率的分布(P=4.15084E-060.01)差异均极显著。3.根据已报道的研究并结合阴囊疝的解剖学病理特点,我们选择了SOX9、COL2A1、MMP2和INSL3这四个候选基因在本试验群体中进行关联分析。方差分析结果显示:在混合群体中,SOX9基因与阴囊疝相关的多态位点的基因型分布差异显著(P=2.56E-050.01),等位基因频率分布差异极其显著(P=0.0002710.01);COL2A1基因的相关位点在混合群体中,差异不显著(P0.05),但发现在法系群体中基因型频率差异显著(P=0.0008360.01);MMP2基因和INSL3基因多态位点的基因型频率和等位基因频率分布差异不显著(P0.05)。
【关键词】：猪 腹股沟/阴囊疝 全基因组关联分析 简化基因组重测序 候选基因
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S858.28
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 缩略语表（Abbreviation）11-12
• 第一章 文献综述12-25
• 引言12
• 1 高通量测序12-16
• 1.1 高通量测序在畜禽基因组中的应用13-15
• 1.2 SLAF-seq技术的产生与应用15-16
• 1.3 SLAF-seq技术与芯片技术的比较16
• 2 全基因组关联分析16-19
• 2.1 GWAS在单基因疾病中的应用17
• 2.2 GWAS在复杂性疾病疾病中应用17-18
• 2.3 简化基因组的关联分析在动植物疾病中的应用18-19
• 3 猪腹股沟阴囊疝19-24
• 3.1 腹股沟/阴囊疝形成的病理机制19-22
• 3.1.1 睾丸下降异常20-21
• 3.1.2 鞘状突和细胞凋亡21
• 3.1.3 胶原蛋白21-22
• 3.2 阴囊疝在猪分子遗传育种中的研究进展22-24
• 3.2.1 阴囊疝相关易感区域的研究进展22-23
• 3.2.2 与阴囊疝功能相关的候选基因23-24
• 4 研究目的和意义24-25
• 第二章 材料和方法25-36
• 1 材料25-27
• 1.1 试验样品25
• 1.2 主要仪器和设备25-26
• 1.3 主要试剂、药品与试剂盒26
• 1.4 应用到的生物信息学网站及分析软件26-27
• 2 试验方法27-36
• 2.1 试验动物选择与样品采集27-28
• 2.1.1 猪前腔静脉采血27-28
• 2.2 基因组DNA提取28-30
• 2.2.1 猪血液基因组DNA的提取28-29
• 2.2.2 猪基因组DNA的浓度测定和质量检测29-30
• 2.3 SLAF-GWAS测序分析30-33
• 2.3.1 基因组测序文库的构建及测序30-31
• 2.3.2 信息分析流程31-32
• 2.3.3 生物信息学分析方法和结果32-33
• 2.4 猪SOX9基因、COL2A1基因、MMP2基因、INSL3基因PCR-RFLP分析33-35
• 2.4.1 猪SOX9基因、COL2A1基因、MMP2基因、INSL3基因部分片段扩增33-34
• 2.4.2 PCR产物酶切反应体系及条件34-35
• 2.5 猪CPNE5基因和MAPTD2基因等位基因特异性PCR（Allele -specific PCR，，AS-PCR）35
• 2.6 数据处理分析35-36
• 第三章 试验结果与分析36-59
• 3.1 样品采集36
• 3.2 样本DNA提取以及样品合格率检测36
• 3.3 高通量测序结果36-42
• 3.3.1 酶切方案评估37
• 3.3.2 酶切均匀性评估37
• 3.3.3 建库对照评估37-38
• 3.3.4 测序质量分布检查38-39
• 3.3.5 SLAF标签的开发及分布39-40
• 3.3.6 SNP信息统计40
• 3.3.7 基于SNP的连锁不平衡（LD）分析40-41
• 3.3.8 基于SNP的群体结构分析41-42
• 3.4 性状关联分析42-46
• 3.4.1 基于SNP的线性模型进行GWAS关联分析42-44
• 3.4.2 病例-对照（Case-Control）模型进行GWAS关联分析44-46
• 3.5 CPNE5基因和MAP7D2基因多态位点在试验群体中的多态性分析46-50
• 3.5.1 CPNE5的基因分型和卡方检验46-48
• 3.5.2 MAP7D2的基因分型和卡方检验48-50
• 3.6 猪SOX9基因、COL2A1基因、MMP2基因和INSL3基因在试验群体中的关联分析50-59
• 3.6.1 SOX9的基因分型和卡方检验50-52
• 3.6.2 COL2A1的基因分型和卡方检验52-56
• 3.6.3 MMP2的基因分型和卡方检验56-57
• 3.6.4 INSL3的基因分型和卡方检验57-59
• 第四章 讨论59-65
• 4.1 全基因组关联分析结果59-61
• 4.2 SNP检测方法61-62
• 4.3 候选基因关联位点验证结果解析62-65
• 4.3.1 Y染色体性别决定区域的BOX9（SOX9）62
• 4.3.2 Ⅱ型胶原纤维 α1 基因（COL2A1）62-63
• 4.3.3 胰岛素样因子 3 (INSL3)63
• 4.3.4 基质金属蛋白酶-2（MMP-2）63-65
• 第五章 下一步研究的工作65-66
• 第六章 小结66-67
• 参考文献67-76
• 致谢76

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