利用全基因組重測序鑒別法系大白豬的高產(chǎn)仔基因
發(fā)布時間:2022-12-17 15:56
家豬分別由歐亞野豬獨立馴化而成,至今已近萬年。在不同的地理資源稟賦、氣候條件以及選育目標等因素影響下,全球形成了豐富多樣的家豬品種。中國是全球豬種資源最豐富的國家,中國地方豬種占全球豬種的三分之一,在歷史上曾多次被引入歐洲,為歐洲現(xiàn)代商業(yè)豬種的育成作出了重要貢獻。法系大白豬(FLW)以高繁殖性能著稱,并被認為與近幾十年來曾導(dǎo)入中國高產(chǎn)的梅山豬血緣有關(guān)。為驗證這一推測,本研究利用266頭歐亞野豬及家豬的高深度基因組重測序數(shù)據(jù),采用多種遺傳學(xué)分析手段,深入揭示了法系大白豬中的中國地方豬血緣及其與高產(chǎn)仔數(shù)等表型性狀的關(guān)聯(lián)性。本研究首先在兩家育種公司的核心群采集了36頭高產(chǎn)法系大白豬樣本,并從保種場采集了13個品種的111頭中國地方豬和6頭中國野豬樣本,對這些個體開展了高深度(大于25×)的基因組重測序;與公共數(shù)據(jù)庫中113頭歐亞野豬和家豬的重測序數(shù)據(jù)合并為266個樣品的數(shù)據(jù)集;應(yīng)用GATK軟件鑒別到19,375,740 SNP用于后續(xù)分析。通過主成分分析、NJ聚類分析、ADMIXTURE和TreeMix分析證實了中西方豬種之間存在顯著的遺傳分化,且中國華東豬(梅山豬、二花臉豬和金華豬)與華南...
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
1.1 研究背景
1.2 豬產(chǎn)仔性狀的研究價值
1.3 影響豬產(chǎn)仔性狀的生理機制
1.3.1 排卵數(shù)
1.3.2 受精率
1.3.3 胚胎著床率
1.3.4 子宮容積
1.3.5 胎盤效率
1.3.6 胚胎成活率
1.3.7 公豬精液品質(zhì)
1.4 豬產(chǎn)仔性狀遺傳解析的研究進展
1.4.1 影響豬產(chǎn)仔性狀的基因位點(QTL)
1.4.2 影響豬產(chǎn)仔性狀的候選基因
1.5 中國地方豬對西方商業(yè)品種產(chǎn)仔性狀遺傳改良的貢獻
1.5.1 華南豬對西方商業(yè)品種產(chǎn)仔性狀遺傳改良的貢獻
1.5.2 華東豬對西方商業(yè)品種產(chǎn)仔性狀遺傳改良的貢獻
1.6 全基因組重測序在豬復(fù)雜性狀遺傳解析中的應(yīng)用
1.6.1 新一代全基因組重測序技術(shù)及其原理
1.6.2 應(yīng)用全基因組重測序技術(shù)解析豬復(fù)雜性狀遺傳機理的成功案例
1.7 本研究的目的與意義
第二章 研究正文
1 前言
2 材料與方法
2.1 實驗動物
2.2 全基因組重測序
2.3 重測序數(shù)據(jù)質(zhì)控及過濾
2.4 群體遺傳學(xué)分析
2.4.1 主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)
2.4.2 Neighbor-joining(NJ)聚類樹構(gòu)建
2.4.3 TreeMix分析
2.4.4 群體結(jié)構(gòu)(STRUCTURE)分析
2.5 群體間基因交流分析
2.5.1 rIBD分析
2.5.2 等位基因頻率差異分析(血緣鑒定)
2.5.3 單倍型熱圖分析
2.5.4 群體間遺傳分化(Fst)分析
2.5.5 連鎖不平衡(LD)抽樣分析
2.5.6 單倍型網(wǎng)絡(luò)(haplotype network)分析
2.6 選擇信號分析
2.6.1 核苷酸差異(π)分析
2.6.2 基于單倍型的群體內(nèi)選擇分析(iHS)
2.6.3 基于單倍型的群體間選擇分析(XPEHH)
2.7 古老單倍型分析
2.7.1 基因流(f D)分析
2.7.2 群體間核苷酸差異(Dxy)分析
2.7.3 等位基因頻率差異
2.8 單倍型關(guān)聯(lián)分析
3 結(jié)果與討論
3.1 測序數(shù)據(jù)的準確度
3.1.1 測序深度及基因組覆蓋度
3.1.2 SNP檢出率
3.1.3 大白豬品系鑒定
3.2 群體遺傳學(xué)分析揭示中西方豬種的遺傳分化
3.3 法系大白豬中存在華東豬和華南豬血緣
3.3.1 rIBD分析揭示法系大白豬中存在華東豬和華南豬血緣
3.3.2 NJ聚類樹、Fst和單倍型網(wǎng)絡(luò)分析驗證法系大白豬中存在華東豬和華南豬血緣
3.3.3 基因頻率分析再次揭示法系大白豬中混有華南豬及華東豬的血緣
3.3.4 滲入片段長度揭示華東豬與華南豬血緣滲入法系大白豬的時間可能不同
3.4 KATNAL1 基因區(qū)域的深入分析
3.4.1 法系大白豬在KATNAL1 基因區(qū)域存在華東豬血緣滲入信號
3.4.2 NJ聚類樹揭示法系大白豬與華東豬的部分KATNAL1 單倍型高度相似
3.4.3 Fst分析揭示法系大白豬與華東豬在KATNAL1 位點的遺傳分化顯著降低
3.4.4 單倍型網(wǎng)絡(luò)分析進一步揭示華東豬的KATNAL1 單倍型導(dǎo)入了法系大白豬
3.4.5 LD分析提示法系大白豬中華東豬KATNAL1 單倍型可能受到了偏好選擇
3.4.6 KATNAL1 位點在法系大白豬中受到選擇
3.4.7 導(dǎo)入法系大白豬的華東豬KATNAL1 單倍型與產(chǎn)仔數(shù)顯著關(guān)聯(lián)
3.5 NAA35-GOLM1 基因區(qū)域的深入分析
3.5.1 法系大白豬在NAA35-GOLM1 基因區(qū)域存在華南豬血緣滲入信號
3.5.2 NJ聚類樹揭示部分法系大白豬與華南豬在NAA35-GOLM1 基因區(qū)域的親緣關(guān)系很近
3.5.3 Fst分析揭示法系大白豬與華南豬在NAA35-GOLM1 位點的遺傳分化顯著降低
3.5.4 單倍型網(wǎng)絡(luò)分析進一步揭示華南豬的NAA35-GOLM1 單倍型導(dǎo)入了法系大白豬
3.5.5 LD分析提示導(dǎo)入法系大白豬中的NAA35-GOLM1 單倍型可能受到選擇
3.5.6 NAA35-GOLM1 位點在法系大白豬中受到選擇
3.5.7 導(dǎo)入法系大白豬的華南豬NAA35-GOLM1 單倍型與產(chǎn)仔數(shù)無關(guān)但可能與抗病力相關(guān)聯(lián)
3.6 法系大白豬在16 號染色體區(qū)域存在華南豬血緣滲入信號
3.7 提高產(chǎn)仔數(shù)的AHR單倍型源自古老物種并先后被導(dǎo)入了中國地方豬和法系大白豬
3.7.1 rIBD分析證實中國家豬的AHR單倍型導(dǎo)入了大白豬
3.7.2 NJ聚類樹和單倍型熱圖揭示華東豬和法系大白豬的部分AHR單倍型高度相似
3.7.3 單倍型網(wǎng)絡(luò)分析表明AHR區(qū)域存在古老單倍型
3.7.4 基因頻率差異分析提示中國地方豬AHR單倍型來源于另一個豬屬物種
3.7.5 Dxy和f D分析再次驗證AHR古老單倍型滲入了中國地方豬并高頻率存在于華東豬中
3.7.6 LD分析表明法系大白豬的AHR古老單倍型受到了偏好選擇
3.7.7 AHR古老單倍型在法系大白豬中受到強選擇,且與產(chǎn)仔數(shù)顯著關(guān)聯(lián)
4 全文總結(jié)
參考文獻
附錄
附錄1 作者簡歷
附錄2 在讀期間發(fā)表論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]豬FSHβ及ESR合并基因型對豬產(chǎn)仔數(shù)性狀的影響[J]. 陳克飛,黃路生,李寧,張勤,張建生,孫士銓,羅明,吳常信. 科學(xué)通報. 2000(18)
[2]大白豬胎盤效率遺傳規(guī)律的初步研究[J]. 李光全,王立賢,劉劍鋒. 畜牧與獸醫(yī). 2002(12)
[3]長大母豬的ESP和PRLR兩個基因位點的多態(tài)性及其與產(chǎn)仔數(shù)相關(guān)性的研究[J]. 張淑君,曾凡同,邱祥聘,熊遠著,鄧昌彥,張立斌,崔秀芹. 養(yǎng)豬. 2000(03)
[4]豬人工授精的影響因素及對策[J]. 陳金龍. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2010(23)
[5]大白豬概論[J]. 張偉力. 養(yǎng)豬. 2011(01)
[6]安徽省4個地方豬種ESR和FSHβ基因多態(tài)性及其與產(chǎn)仔數(shù)的關(guān)聯(lián)分析[J]. 張曉東,王恒,丁月云,黃龍,薛瑋瑋,涂小璐,張運海,殷宗俊. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2014(04)
[7]影響二花臉豬高產(chǎn)仔性能的生理及遺傳機制研究進展[J]. 李平華,馬翔,張葉秋,張倩,黃瑞華. 遺傳. 2017(11)
[8]嘉興黑豬ESR2和FSHβ及PRLR基因多態(tài)性與繁殖性狀相關(guān)性分析[J]. 高天,鐔忠斌,王曉杜,李開楨,何珂,周圻. 中國畜牧雜志. 2016(05)
[9]廣東豬種對育成國外著名豬種的影響[J]. 李寶澄,李錦玉. 畜牧獸醫(yī)科技. 1984(01)
[10]豬數(shù)量性狀位點和候選基因探測研究進展及展望[J]. 劉榮宗. 國外畜牧科技. 1998(05)
碩士論文
[1]3個豬種的PRLR和ESR基因多態(tài)性及其與繁殖性能的關(guān)聯(lián)分析[D]. 陳耀閩.福建農(nóng)林大學(xué) 2013
本文編號:3720218
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
1.1 研究背景
1.2 豬產(chǎn)仔性狀的研究價值
1.3 影響豬產(chǎn)仔性狀的生理機制
1.3.1 排卵數(shù)
1.3.2 受精率
1.3.3 胚胎著床率
1.3.4 子宮容積
1.3.5 胎盤效率
1.3.6 胚胎成活率
1.3.7 公豬精液品質(zhì)
1.4 豬產(chǎn)仔性狀遺傳解析的研究進展
1.4.1 影響豬產(chǎn)仔性狀的基因位點(QTL)
1.4.2 影響豬產(chǎn)仔性狀的候選基因
1.5 中國地方豬對西方商業(yè)品種產(chǎn)仔性狀遺傳改良的貢獻
1.5.1 華南豬對西方商業(yè)品種產(chǎn)仔性狀遺傳改良的貢獻
1.5.2 華東豬對西方商業(yè)品種產(chǎn)仔性狀遺傳改良的貢獻
1.6 全基因組重測序在豬復(fù)雜性狀遺傳解析中的應(yīng)用
1.6.1 新一代全基因組重測序技術(shù)及其原理
1.6.2 應(yīng)用全基因組重測序技術(shù)解析豬復(fù)雜性狀遺傳機理的成功案例
1.7 本研究的目的與意義
第二章 研究正文
1 前言
2 材料與方法
2.1 實驗動物
2.2 全基因組重測序
2.3 重測序數(shù)據(jù)質(zhì)控及過濾
2.4 群體遺傳學(xué)分析
2.4.1 主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)
2.4.2 Neighbor-joining(NJ)聚類樹構(gòu)建
2.4.3 TreeMix分析
2.4.4 群體結(jié)構(gòu)(STRUCTURE)分析
2.5 群體間基因交流分析
2.5.1 rIBD分析
2.5.2 等位基因頻率差異分析(血緣鑒定)
2.5.3 單倍型熱圖分析
2.5.4 群體間遺傳分化(Fst)分析
2.5.5 連鎖不平衡(LD)抽樣分析
2.5.6 單倍型網(wǎng)絡(luò)(haplotype network)分析
2.6 選擇信號分析
2.6.1 核苷酸差異(π)分析
2.6.2 基于單倍型的群體內(nèi)選擇分析(iHS)
2.6.3 基于單倍型的群體間選擇分析(XPEHH)
2.7 古老單倍型分析
2.7.1 基因流(f D)分析
2.7.2 群體間核苷酸差異(Dxy)分析
2.7.3 等位基因頻率差異
2.8 單倍型關(guān)聯(lián)分析
3 結(jié)果與討論
3.1 測序數(shù)據(jù)的準確度
3.1.1 測序深度及基因組覆蓋度
3.1.2 SNP檢出率
3.1.3 大白豬品系鑒定
3.2 群體遺傳學(xué)分析揭示中西方豬種的遺傳分化
3.3 法系大白豬中存在華東豬和華南豬血緣
3.3.1 rIBD分析揭示法系大白豬中存在華東豬和華南豬血緣
3.3.2 NJ聚類樹、Fst和單倍型網(wǎng)絡(luò)分析驗證法系大白豬中存在華東豬和華南豬血緣
3.3.3 基因頻率分析再次揭示法系大白豬中混有華南豬及華東豬的血緣
3.3.4 滲入片段長度揭示華東豬與華南豬血緣滲入法系大白豬的時間可能不同
3.4 KATNAL1 基因區(qū)域的深入分析
3.4.1 法系大白豬在KATNAL1 基因區(qū)域存在華東豬血緣滲入信號
3.4.2 NJ聚類樹揭示法系大白豬與華東豬的部分KATNAL1 單倍型高度相似
3.4.3 Fst分析揭示法系大白豬與華東豬在KATNAL1 位點的遺傳分化顯著降低
3.4.4 單倍型網(wǎng)絡(luò)分析進一步揭示華東豬的KATNAL1 單倍型導(dǎo)入了法系大白豬
3.4.5 LD分析提示法系大白豬中華東豬KATNAL1 單倍型可能受到了偏好選擇
3.4.6 KATNAL1 位點在法系大白豬中受到選擇
3.4.7 導(dǎo)入法系大白豬的華東豬KATNAL1 單倍型與產(chǎn)仔數(shù)顯著關(guān)聯(lián)
3.5 NAA35-GOLM1 基因區(qū)域的深入分析
3.5.1 法系大白豬在NAA35-GOLM1 基因區(qū)域存在華南豬血緣滲入信號
3.5.2 NJ聚類樹揭示部分法系大白豬與華南豬在NAA35-GOLM1 基因區(qū)域的親緣關(guān)系很近
3.5.3 Fst分析揭示法系大白豬與華南豬在NAA35-GOLM1 位點的遺傳分化顯著降低
3.5.4 單倍型網(wǎng)絡(luò)分析進一步揭示華南豬的NAA35-GOLM1 單倍型導(dǎo)入了法系大白豬
3.5.5 LD分析提示導(dǎo)入法系大白豬中的NAA35-GOLM1 單倍型可能受到選擇
3.5.6 NAA35-GOLM1 位點在法系大白豬中受到選擇
3.5.7 導(dǎo)入法系大白豬的華南豬NAA35-GOLM1 單倍型與產(chǎn)仔數(shù)無關(guān)但可能與抗病力相關(guān)聯(lián)
3.6 法系大白豬在16 號染色體區(qū)域存在華南豬血緣滲入信號
3.7 提高產(chǎn)仔數(shù)的AHR單倍型源自古老物種并先后被導(dǎo)入了中國地方豬和法系大白豬
3.7.1 rIBD分析證實中國家豬的AHR單倍型導(dǎo)入了大白豬
3.7.2 NJ聚類樹和單倍型熱圖揭示華東豬和法系大白豬的部分AHR單倍型高度相似
3.7.3 單倍型網(wǎng)絡(luò)分析表明AHR區(qū)域存在古老單倍型
3.7.4 基因頻率差異分析提示中國地方豬AHR單倍型來源于另一個豬屬物種
3.7.5 Dxy和f D分析再次驗證AHR古老單倍型滲入了中國地方豬并高頻率存在于華東豬中
3.7.6 LD分析表明法系大白豬的AHR古老單倍型受到了偏好選擇
3.7.7 AHR古老單倍型在法系大白豬中受到強選擇,且與產(chǎn)仔數(shù)顯著關(guān)聯(lián)
4 全文總結(jié)
參考文獻
附錄
附錄1 作者簡歷
附錄2 在讀期間發(fā)表論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]豬FSHβ及ESR合并基因型對豬產(chǎn)仔數(shù)性狀的影響[J]. 陳克飛,黃路生,李寧,張勤,張建生,孫士銓,羅明,吳常信. 科學(xué)通報. 2000(18)
[2]大白豬胎盤效率遺傳規(guī)律的初步研究[J]. 李光全,王立賢,劉劍鋒. 畜牧與獸醫(yī). 2002(12)
[3]長大母豬的ESP和PRLR兩個基因位點的多態(tài)性及其與產(chǎn)仔數(shù)相關(guān)性的研究[J]. 張淑君,曾凡同,邱祥聘,熊遠著,鄧昌彥,張立斌,崔秀芹. 養(yǎng)豬. 2000(03)
[4]豬人工授精的影響因素及對策[J]. 陳金龍. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2010(23)
[5]大白豬概論[J]. 張偉力. 養(yǎng)豬. 2011(01)
[6]安徽省4個地方豬種ESR和FSHβ基因多態(tài)性及其與產(chǎn)仔數(shù)的關(guān)聯(lián)分析[J]. 張曉東,王恒,丁月云,黃龍,薛瑋瑋,涂小璐,張運海,殷宗俊. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2014(04)
[7]影響二花臉豬高產(chǎn)仔性能的生理及遺傳機制研究進展[J]. 李平華,馬翔,張葉秋,張倩,黃瑞華. 遺傳. 2017(11)
[8]嘉興黑豬ESR2和FSHβ及PRLR基因多態(tài)性與繁殖性狀相關(guān)性分析[J]. 高天,鐔忠斌,王曉杜,李開楨,何珂,周圻. 中國畜牧雜志. 2016(05)
[9]廣東豬種對育成國外著名豬種的影響[J]. 李寶澄,李錦玉. 畜牧獸醫(yī)科技. 1984(01)
[10]豬數(shù)量性狀位點和候選基因探測研究進展及展望[J]. 劉榮宗. 國外畜牧科技. 1998(05)
碩士論文
[1]3個豬種的PRLR和ESR基因多態(tài)性及其與繁殖性能的關(guān)聯(lián)分析[D]. 陳耀閩.福建農(nóng)林大學(xué) 2013
本文編號:3720218
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