秦川牛基因组遗传变异及其与脊椎数的关系研究

发布时间：2017-03-26 02:13

  本文关键词：秦川牛基因组遗传变异及其与脊椎数的关系研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：多脊椎性状是存在于家畜上的有益突变。经调查,首次发现秦川牛存在多脊椎性状。为分析秦川牛脊椎数变异的候选基因,本研究利用测序的方法对12个脊椎发育候选基因(NR6A1、NR5A1、GDF11、ActRⅡB、VRTN、Hoxb9、Hoxc9、Hoxd9、Hoxa10、Hoxd10、Hoxa11和Hoxc11)的外显子区进行多态性分析。本研究还利用牛77 k基因芯片对秦川牛的多脊椎性状进行全基因组关联分析;为揭示秦川牛遗传变异,本研究利用77k芯片数据,结合已有的世界牛品种50k的芯片数据进行主成分分析(principal component analysis,PCA)和祖先估计;并通过PennCNV软件对秦川牛进行拷贝数变异分析,并对拷贝数变异区域(CNVRs)进行基因注释和功能富集分析,获得的主要结果如下:(1)分别在NR6A1、NR5A1、VRTN和Hoxd9基因上发现1、2、2和1个SNP突变。Hoxd9基因的突变位于非编码区;VRTN基因的2个突变在CDS区但未引起氨基酸改变,属于同义突变;NR6A1和NR5A1基因的突变位于CDS区,且均引起对应氨基酸改变,属于错义突变。但这些突变与牛脊椎数变异均无明显相关性。(2)全基因组关联分析显示VRTN基因可能与牛胸椎数差异有关。最显著的SNP位于牛10号染色体86060139 bp处,距该SNP位点最近的基因是VRTN基因,该基因已经被证实与猪的多胸椎性状相关。7号染色体上存在长连锁不平衡区域(LD),可能与胸椎-腰椎的选择有关;16号染色体上存在与牛脊椎总数相关的区域。(3)PCA分析显示秦川牛群体差异较大,具有丰富的遗传多样性。秦川牛与土耳其牛、日韩牛和欧洲牛亲缘关系最近,与印度牛和非洲牛相差较大。祖先估计结果显示秦川牛具有普通牛和瘤牛血统,属于混合起源。(4)共发现255个CNVRs,其中包括215个缺失事件(loss),31个获得事件(gain)和9个缺失-获得事件(both)。这些区域总长度约184 Mb,占牛常染色体区域的7.3%。(5)在155个CNVRs中共发现1503个基因,这些基因主要涉及46个生物学功能。在87个CNVRs中共发现127个QTLs,这些QTLs与肉牛的经济性状有关。
【关键词】：秦川牛 脊椎数变异 77k基因芯片 拷贝数变异 起源
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S823
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 文献综述10-19
• 1.1 国内外动物脊椎数变异的研究进展10-13
• 1.1.1 猪脊椎数变异的研究进展10-11
• 1.1.2 羊脊椎数变异的研究进展11
• 1.1.3 小鼠脊椎数变异的研究进展11-13
• 1.2 全基因组关联分析的研究进展13
• 1.3 黄牛起源进化的研究进展13-14
• 1.4 拷贝数变异的研究进展14-17
• 1.4.1 牛全基因组CNV的研究进展14-15
• 1.4.2 人和其他动物CNV研究进展15-17
• 1.5 研究的目的意义17-19
• 1.5.1 研究目的17-18
• 1.5.2 研究意义18-19
• 第二章 秦川牛脊椎数变异候选基因的多态性研究19-27
• 2.1 材料与方法19-22
• 2.1.1 样本采集19
• 2.1.2 试剂与仪器19-20
• 2.1.3 基因组DNA提取20
• 2.1.4 基因组DNA浓度及纯度检测20
• 2.1.5 引物设计和PCR扩增20-22
• 2.1.6 PCR产物测序22
• 2.2 结果与分析22-24
• 2.2.1 基因组DNA的检测22-23
• 2.2.2 NR6A1基因的多态性23
• 2.2.3 NR5A1基因的多态性23
• 2.2.4 Hoxd9基因的多态性23-24
• 2.2.5 VRTN基因的多态性24
• 2.3 讨论24-26
• 2.4 小结26-27
• 第三章 秦川牛多脊椎性状的SNP芯片分析27-34
• 3.1 材料与方法27-29
• 3.1.1 试验样本收集及处理27
• 3.1.2 芯片扫描27-28
• 3.1.3 数据质量控制28
• 3.1.4 全基因组关联分析28
• 3.1.5 基因型与脊椎数的相关分析28-29
• 3.1.6 显著SNPs的基因注释29
• 3.2 结果与分析29-32
• 3.2.1 秦川牛基因组DNA的检测29
• 3.2.2 数据质量控制29
• 3.2.3 胸椎数为14的个体与胸椎数为13的个体比较29
• 3.2.4 7 号染色体上的长连锁不平衡区域（LD）29-32
• 3.2.5 16号染色体存在与脊椎总长相关的区域32
• 3.3 讨论32-33
• 3.4 小结33-34
• 第四章 秦川牛全基因组拷贝数变异分析34-46
• 4.1 材料与方法34-36
• 4.1.1 分型数据35
• 4.1.2 数据质量控制35
• 4.1.3 主成分分析和混合分析35-36
• 4.1.4 CNV的检测36
• 4.1.5 CNV的质量控制36
• 4.1.6 CNVR的确定和CNVR图谱的构建36
• 4.1.7 CNVRs的基因/QTL含量和功能富集分析36
• 4.2 结果与分析36-43
• 4.2.1 数据质量控制36
• 4.2.2 主成分分析显示秦川牛存在丰富的遗传变异36-37
• 4.2.3 ADMIXTURE分析表明秦川牛是混合起源37-38
• 4.2.4 CNVRs的分布特征与CNVRs图谱的构建38-40
• 4.2.5 CNVRs的功能富集分析40-43
• 4.3 讨论43-45
• 4.4 小结45-46
• 第五章 结论与创新点46-47
• 5.1 本文结论46
• 5.2 创新点46-47
• 参考文献47-56
• 附录56-72
• 致谢72-73
• 作者简介73

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