猪繁殖性状全基因组关联分析及拷贝数变异检测

发布时间：2020-07-26 19:05

【摘要】：繁殖性状属于猪业生产的重要经济性状,繁殖能力的高低是影响猪场生产能力与经济效益的重要因素。结合影响育种目标性状的遗传变异位点或功能基因,实施分子育种可提高选择准确性和育种效率。本研究针对大白猪的繁殖性状进行了遗传参数估计、全基因组关联分析(Genome wide association study,GWAS),以及猪基因组拷贝数变异(Copy number variation,CNV)的检测,并鉴定了繁殖性状候选功能基因。(一)母猪繁殖性状遗传参数分析以北京顺鑫农业2个核心原种猪场的大白猪为研究对象,共收集19036窝繁殖记录。采用动物模型REML法,利用ASReml软件,对7个繁殖性状进行了遗传参数估计,包括:总产仔数(Total number born,TNB)、产活仔数(Number born alive,NBA)、初生窝重(Litter birth weight,LBW)、平均初生窝重(Averagebirthweight,ABW),妊娠周期(Gestation length,GL),初配日龄(A ge at first service,AFS)和初产日龄(Ageat first farrowing,AFF)。结果显示:7 个性状的估计遗传力分别为0.104、0.091、0.095、0.12、0.26、0.25和0.26。其中,总产仔数、产活仔数和初生窝重之间,初配日龄和初产日龄之间,以及同一性状在不同胎次之间均呈现较高的遗传相关,相关系数在0.32～0.99之间。(二)母猪繁殖性状全基因组关联分析以北京顺鑫农业、北京六马1207头大白母猪为试验群体,利用GeneSeek PorcineSNP80芯片进行个体基因型检测,质控后,共计1198个个体、51443个SNPs。采用GEMMA软件对初产母猪的7个繁殖性状(TNB、NBA、LBW、ABW、GL、AFS和AFF)进行GWAS分析。除了 LBW性状,在其余6个繁殖性状中共检测到12个基因组水平显著关联SNP位点(PP4.42E-6)和41个潜在显著SNPs(P8.84E-5),其可解释的表型方差为4.46%(NBA)～11.49%(GL)。与Pig QTLdb数据库比对,共有29个SNPs位于与猪繁殖性状相关QTL区间内。基于53个显著SNPs,对临近基因进行生物信息学分析,共鉴定到14个功能基因,包括BHLHA15,OCM2,IL1B2,GCK,SMAD2,HABP2,PAQR5,GRB10,PRELID2,DMKN,GPI,GPIHBP1,ADCY2 和 ACVR2B,与胚胎发育、糖类代谢、生长发育等生物学过程相关。基于北京顺鑫农业884头大白母猪群体,以1～4胎次仔猪均匀度(Piglet uniformity,PU)和胎间距(Farrowing interval,FI)记录为表型,对芯片数据质控后,共计880个个体、51727个SNPs。利用重复力模型,采用ASReml软件进行GWAS分析。结果显示,分别检测到5个(P1.01E-4)和7个(P1.05E-4)基因组水平显著关联的SNPs位点与PU、FI性状相关,位于1,3,4,9和14号染色体上,可解释PU和FI的表型方差为1%～1.79%和2.58%～4.11%。其中,有7个SNPs位于20个与繁殖性状相关的QTL区域内,与仔猪初生重、乳头数、黄体数等性状相关。结合基因功能注释及通路分析,共鉴定到7个与PU、FI性状相关的功能基因:SMAD7,LIPG,ACAA2,UBTFL1,GPAM,DAR2A和EMP2,功能显著富集在胎儿骨骼肌发育、着床前及乳腺上皮细胞表达等生物学过程。(三)猪基因组拷贝数变异的检测与分析基于857头大白猪的80K芯片数据,利用PennCNV软件进行全基因组范围内的CNV检测,共检测到312个CNVR,其中155个(49.68%)为新发现;有8个CNVR得到qPCR验证;CNVR总长度为57.56 Mb,占据常染色体基因组总长度的2.36%,其长度变异范围较大,在1.77Kb到1.76Mb之间,平均大小为185.11Kb。结合猪基因组序列信息,共计1092个基因与220个CNVR部分或完全重叠,显著富集到多细胞生物发育,胚胎骨骼系统发育,细胞信号转导等生物学过程。此外,关联分析显示CNVR61和CNVR283与产仔数性状显著关联(P0.05)。上述研究结果为进一步鉴定猪繁殖性状关键基因和提高猪基因组选择育种的准确性提供了有价值的理论依据。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S828
【图文】：

图I-a猪总产仔数印七定位悄况PigtireI-aQTLmappingoftotalnumberbominpigs

中国农业大学博士学位论文逦第一章文献综述逡逑Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ邋ｇｅｎｏｍｅ邋ｈ＾ｘｋｆｉｚａｔｉｏｎ逦Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ邋ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ邋ａｎａｌｙｓｉｓ逡逑Ｗｈｏｌｅ邋Ｇｅｎｏｍｅ邋ＴＢｅＰａｌｈ邋ａｒｒｓｙ逦Ａｆｌｙｍｅｔｒｉｘ邋５００Ｋ邋ｅａｒｉｙ邋ａｏｃｅａｓ邋ＳＮＰ邋ｃｈｉｐ逡逑

材料中残余的漂洗液；逡逑丨）将吸附柱转入干净的离心管中，向吸附柱中间位置悬空加入８０Ｍ洗脱缓ＴＢ邋（注意：ＴＢ要逡逑Ｃ预热）；室温放置２？５ｍｉｎ，邋１２０００ｒｐｍ离心２ｍｉｎ，将溶液收集到离心管中，管中溶液即为ＤＮＡ逡逑，可在－２０°Ｃ冰箱中长期保存；逡逑１２）取１…新提取的ＤＮＡ溶液，利用ＮａｎｏＤｒｏｐ２０００核酸分析仪测量ＤＮＡ的浓度及ＯＤ值，逡逑邋ＤＮＡ邋浓度在邋５０ｎｇ／ｎ丨以上，同邋ＯＤ２６０／ＯＤ２８０邋在邋１．８－２．０邋之间，ＯＤ２６０／ＯＤ２３０邋在邋１．８－２．１邋之逡逑３）另取１（＾１新提取的ＤＮＡ溶液，利用１％的琼脂糖凝胶电泳检测ＤＮＡ的完整性，若ＤＮＡ条逡逑一，无拖尾现象，说明ＤＮＡ质量好；由于ＤＮＡ芯片杂交试验对ＤＭＡ质量有较高要求，因逡逑不合格的样品要进行重新提取，直至达到后续试验所需标准。逡逑．６邋ＳＮＰ分型与质控逡逑本试验采用ＧｅｎｅＳｅｅｋ公司的Ｐｏｒｃｉｎｅ邋８０Ｋ芯片进行ＳＮＰ分型。该款芯片是在丨ｌｌｕｍｉｎａ公司逡逑ｃｉｎｅ邋６０Ｋ芯片的基础上开发出来的，共有６８５２８个ＳＮＰ位点，该款芯片不仅包含６０Ｋ芯逡逑多态性丰富的４５Ｋ数据，又增加了后续研宄找到的２５Ｋ的ＳＮＰ标记信息，这些位点与逡逑肉质、免疫等性状相关，各个染色体上ＳＮＰ的分布情况如图３－１所示。逡逑

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本文编号：2771170