【摘要】：馴化是使野生動物適應人類以及人類為其提供的生存環(huán)境的過程。在馴化過程中,不同物種的行為以及其它特征會發(fā)生相似性的改變,比如馴化早期野生動物抗應激能力增加、恐懼感減小是非常重要的；接著人類會選擇生產(chǎn)性能更高、繁殖能力更強的個體。全世界范圍內(nèi),許多家畜動物在不同的環(huán)境下都經(jīng)歷了劇烈的人工選擇和自然選擇,產(chǎn)生出了極高的表型多樣性,這些家畜動物為人類研究選擇對于基因組的影響提供了寶貴的資源。家豬在全世界廣泛分布,共有730個品種或品系,為人類提供了大量的肉質(zhì)產(chǎn)品并且可以作為醫(yī)學研究的模式動物。由于家豬是一種重要的經(jīng)濟動物和醫(yī)學研究的模式動物,因此解析家豬的“馴化基因”對農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及醫(yī)學的研究都有重要的意義。為了快速有效的沉積肌肉并且提高肉質(zhì),比如多汁性、風味、嫩度、大理石紋,巴克夏豬從18世紀以來經(jīng)歷了劇烈的人工選擇。在本試驗中,我們對三頭巴克夏母豬進行了基因組重測序；探討了巴克夏豬與其它豬種之間的遺傳關系；鑒定出了由于馴化導致的受選擇基因組區(qū)域,結果如下所示：1.通過對三頭巴克夏母豬的基因組測序,我們共得到了36.65 Gb的原始DNA序列,其中36.29 Gb(99.02%)的高質(zhì)量雙末端測序片段能夠匹配到豬的基因組上面(Sus scrofa 10.2)。對于單個個體而言,78.75%的雙末端序列能夠匹配到豬79.39%的基因組上面,平均測序深度為3.64倍。2.我們從公共數(shù)據(jù)庫中下載了38個個體的重測序數(shù)據(jù),在所有41個體中共鑒定出了18.69 M (million)個單核苷酸多態(tài)位點,并將這些SNP位點共分為了三組：有5.25 M來自于23頭家豬個體；有5.47 M來自于13頭野豬個體；15.73 M來自于4頭外群豬個體。在所有18.68 M SNP位點中,僅有2.48 M的SNP位點是3組SNP種類所共有的。在巴克夏中鑒定出了3.65 M SNP位點,其中有21,905個SNP分布在3,978個基因的編碼區(qū)內(nèi)并導致了7,773個非同義突變的產(chǎn)生(7,713個錯義突變、44個翻譯終止的獲得、16個翻譯終止的丟失)。3.在41個個體中共鑒定出了2.93 M的插入或缺失位點(1-30 bp)。對這些InDels的位置進行分析后發(fā)現(xiàn),只有2,991(0.10%)的InDels位于編碼序列內(nèi),其中29.35%InDels變異的堿基數(shù)為3的倍數(shù)。受InDels影響的基因主要富集在細胞的一些基礎功能中,比如腺嘌呤、嘌呤ATP、離子結合(binding of adenyl nucleotide, purine nucleoside,ATP, cationion, metalion and nucleoside)、蛋白激酶活性(protein kinase activity)。4.為了進一步探尋巴克夏豬和其他地區(qū)豬種的親緣性,我們使用基因組中的SNP進行了主成分分析。結果表明,第一特征向量很好的將地緣不同的23個歐洲豬、17個亞洲豬和非洲疣豬分開；第二特征向量很好的區(qū)分了豬(包括家豬和野豬)和其它外群(豬屬的其他近緣物種)之間的生物學差異。ABBA/BABA分析顯示巴克夏豬擁有更多的"ABBA" SNP位點(0D1),表明巴克夏豬比其它五個歐洲家豬品種含有更多中國豬的血緣。5.與野豬相比,巴克夏豬具有更低的連鎖不平衡值,揭示了巴克夏豬基因組更低的遺傳多樣性。同時,我們共鑒定出11.95 Mb(覆蓋基因組的4.75%,包含482個基因)的基因組區(qū)域受到選擇性清除作用((P10-16, Mann-Whitney U-檢驗)。與作為背景值的全基因組相比,受選擇區(qū)域擁有更高的log2 (θπ比值)以及FSr值。受選擇的482個基因主要富集在免疫(如病毒防御反應(defense response to virus,4個基因,P=0.001)、免疫球蛋白(Immunoglobulin,11個基因,P=0.001)、生長(如生長調(diào)控(regulation of growth,1個基因,P=0.003))以及繁殖(如繁殖系統(tǒng)發(fā)育(reproductive developmental process,9個基因,P=0.005))等過程。6.除此之外,有8個受到劇烈選擇的基因與身高相關。包括整合素樣金屬蛋白酶與凝血酶Ⅰ型-3(a disintegrin-like and metalloprotease domain with thrombospondin type I motifs-like 3, ADAMTSL3), G蛋白歐聯(lián)受體126(G-protein coupled receptor 126, GPR126),鳥苷酸環(huán)化酶依賴的Ⅱ型蛋白激酶(cGMP-dependant type Ⅱ protein kinase, PPKG2)、胰島素樣生長因子1(Insulin-like growth factor 1, IGF-1)等。本研究揭示了巴克夏豬和其它豬種之間的遺傳關系,鑒定出了馴化的遺傳痕跡,這將為豬遺傳育種的提高提供重要的信息。并且,本研究所做的工作將為日后解析基因組差異提供典型的參考。
【學位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S828

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本文編號：2747427