绵羊肉用性状全基因组关联分析

绵羊肉用性状全基因组关联分析

论文摘要

随着世界养羊业格局的变化,肉羊生产比重不断增加,绵羊肉用性状的选择越来越受到遗传学家和育种学家的关注,肉用性状的功能基因定位已成为肉羊分子育种研究热点。为了在全基因组范围内寻找和挖掘影响绵羊肉用性状的重要功能基因,本研究对苏尼特羊、德国肉用美利奴羊和杜泊羊共计329只绵羊的11个影响其肉用性状的数量性状开展全基因组关联分析。采用Illumina公司开发的OvineSNP50BeadChip中密度商业化羊芯片,通过SNP分型技术和高通量测序技术,对研究群体的11个肉用性状(初生重、断奶重、六月龄重、眼肌面积、背膘厚度、断奶前日增重、断奶后日增重、日增重、体高、胸围和管围)进行全基因组关联分析。对研究个体和基因型分别进行质量控制后,最后共有319个个体和48198个SNPs用于关联分析。统计分析基于TASSLE软件和混合线性模型(mixed linear model,MLM)进行计算,同时考虑试验群体中的群体分层和个体间亲缘关系。分析结果表明,在全基因组范围内共检测到36个单核苷酸多态位点(single nucleotide polymorphisms,SNPs)与7个肉用性状(断奶重、六月龄重、断奶前日增重、断奶后日增重、日增重、胸围和管围)显著相关,其中10个SNPs位点达到全基因组显著水平,并全部与断奶后日增重相关。显著位点的基因注释依据最新绵羊基因组Ovisariesv3.1和其他物种(人、牛、小鼠和大鼠)的基因组信息。在检测到的显著的SNPs位点中,有14个落在已知的羊注释基因内,另一些分布在羊注释基因附近,距离范围在878bp至398165bp之间。本研究最重要的发现是检测并推断影响断奶后日增重的5个关键候选基因:s58995.1位于MEF2B和RFXANK基因内; OAR384073899.1、 OAR3115712045.1和OAR991721507.1三个位点分别位于CAMKMT、TRHDE和RIPK2基因内。此外,GRM1、POL、MBD5、UBR2、RPL7和SMC2也被认为是影响断奶后日增重的重要候选基因。其余达到染色体显著水平的SNPs位点有25个,分别与断奶重、六月龄重、断奶前日增重、日增重、胸围和管围6个性状相关。通过基因注释,获得25个可能与绵羊肉用性状相关的潜在候选基因,分别是NLGN1、EPB41L3、C1ORF87、CHMP5、LRPPRC、TGIF1、STT3A、ADAMTS2、TRPS1、SRP68、HYDIN、LSM3、MYO10、CCDC15、MSL1、NTN1、ZWINT、PLA2G6、PFKFB4、TRDN、OXSM、RARB、LRRC2、ADK和SHISA9。在本研究中,没有在基因组水平或染色体水平上检测到与初生重、体高、背膘厚度和眼肌面积显著相关的SNPs位点。本研究是首次在绵羊肉用性状中开展的全基因组关联研究,同时也是关注较多肉用性状指标并利用最新绵羊基因组Ovisariesv3.1序列信息和GWAS方法进行的绵羊肉用性状主效基因的鉴定研究。研究结果对定位绵羊肉用性状数量性状座位(quantitative trait locus,QTL)和候选基因有重要的意义。同时也为探索绵羊肉用性状功能基因提供了重要的理论依据和参考,为后续功能基因的网络分析、功能验证及解释性状变异的分子遗传机制奠定了基础。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献与综述
  • 1.1 绵羊肉用性状概述
  • 1.1.1 研究绵羊肉用性状的意义
  • 1.1.2 绵羊肉用性状主效基因及 QTL 研究
  • 1.1.3 绵羊基因组研究进展
  • 1.2 全基因组关联分析
  • 1.2.1 GWAS 概述
  • 1.2.2 样本选择与数据控制
  • 1.2.3 GWAS 试验设计
  • 1.2.4 GWAS 分析方法
  • 1.2.5 GWAS 多重假设检验校正(Multiple Testing Adjusting)
  • 1.2.6 群体分层(Population Stratification)
  • 1.2.7 关联研究模型之混合模型
  • 1.2.8 GWAS 存在的问题
  • 1.2.9 GWAS 研究进展
  • 1.3 SNP 芯片技术
  • 1.3.1 SNP 芯片
  • 1.3.2 SNP 芯片原理
  • 1.3.3 SNP 芯片的数据分析
  • 1.4 本研究的目的意义
  • 第二章 材料与方法
  • 2.1 试验材料
  • 2.1.1 试验动物
  • 2.1.2 样品采集、运输及保存
  • 2.1.3 主要试剂、溶液和仪器设备
  • 2.1.4 软件及在线资源
  • 2.2 试验方法
  • 2.2.1 技术路线
  • 2.2.2 表型测定及方法
  • 2.2.3 绵羊基因组 DNA 提取与检测
  • 2.2.4 SNP 基因型判定
  • 2.2.5 数据分析
  • 第三章 试验结果
  • 3.1 绵羊肉用性状表型数据分析结果
  • 3.1.1 描述性统计分析
  • 3.1.2 肉用性状表型相关性分析
  • 3.2 基因组 DNA 检测
  • 3.3 SNP 分型及质量控制
  • 3.4 肉用性状全基因组关联分析结果
  • 3.4.1 不同染色体显著水平
  • 3.4.2 各肉用性状 GWAS 结果
  • 3.4.3 群体分层评估结果
  • 3.4.4 单倍型分析结果
  • 3.5 GWAS 结果显著 SNPs 基因注释
  • 3.5.1 断奶后日增重
  • 3.5.2 断奶前日增重
  • 3.5.3 日增重
  • 3.5.4 胸围
  • 3.5.5 管围
  • 3.5.6 六月龄重
  • 3.5.7 断奶重
  • 3.5.8 其他肉用性状
  • ariesv1.0 的 SNPs 功能注释'>3.6 基于绵羊基因组 Ovisariesv1.0 的 SNPs 功能注释
  • 3.7 候选基因数据挖掘
  • 第四章 讨论
  • 4.1 关于表型值的选择
  • 4.2 群体分层讨论
  • 4.3 关联分析模型讨论
  • 4.4 单倍型分析讨论
  • 4.5 重要候选基因讨论
  • 第五章 全文结论
  • 5.1 结论
  • 5.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简历
  • 相关论文文献

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