不同尾型綿羊全基因組關(guān)聯(lián)分析、拷貝數(shù)變異及選擇信號檢測
本文選題:全基因組關(guān)聯(lián)分析 + 拷貝數(shù)變異檢測; 參考:《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文
【摘要】:我國的綿羊品種按尾形分類可以分為長脂尾、短脂尾、脂臀尾、長瘦尾和短瘦尾五種。脂尾型和脂臀尾型綿羊是由野生的瘦尾綿羊經(jīng)過人工馴化和自然選擇而來,在馴化和選擇過程中,氣候環(huán)境和人類的需求及不同的選擇方式都對不同尾型的形成產(chǎn)生了重要影響。同時(shí),綿羊的尾型也是一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)性狀,一直受到育種學(xué)者的關(guān)注,在過去,綿羊尾部脂肪對綿羊自身和人類都有重要作用,但目前,隨著消費(fèi)觀念的改變和牧區(qū)飼養(yǎng)條件的改善,綿羊尾部脂肪的作用己經(jīng)不重要且給生產(chǎn)帶來經(jīng)濟(jì)壓力。因此,利用SNP芯片對不同尾型的綿羊品種開展全基因組遺傳變異分析,探索不同品種綿羊尾型差異的遺傳基礎(chǔ)對綿羊分子育種具有重要意義。本研究利用Illumina OvineSNP600 BeadChip高密度商業(yè)化芯片對三個(gè)不同尾型的綿羊品種31進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析、拷貝數(shù)變異和選擇信號檢測,并對候選基因進(jìn)行了富集分析。本論文具體研究內(nèi)容如下:1、大尾寒羊、阿勒泰羊和藏羊尾型性狀全基因組關(guān)聯(lián)分析本研究在山東聊城、新疆阿勒泰和甘肅天祝分別采集大尾寒羊、阿勒泰羊和藏羊各40只,利用Illumina OvineSNP600 BeadChip高密芯片進(jìn)行基因分型,質(zhì)量控制后,剩余119只個(gè)體和538762個(gè)SNP,利用廣義線性模型(GLM),使用Tassel軟件對大尾寒羊、阿勒泰羊和藏羊的尾型性狀進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析。結(jié)果在全基因組范圍內(nèi)檢測到與尾型顯著關(guān)聯(lián)的31個(gè)顯著SNP位點(diǎn),這些位點(diǎn)分別位于1、2、7、10、13、15和19號染色體上。對于顯著的SNP位點(diǎn),確定其物理位置,并在該區(qū)域內(nèi)篩選候選基因。通過基因功能注釋和參考前人研究結(jié)果,將SPAG17,Tbx15,VRTN,NPC2,BMP2和PDGFD等基因作為控制尾型的關(guān)鍵候選基因。2、大尾寒羊、阿勒泰羊和藏羊全基因組拷貝數(shù)變異檢測應(yīng)用PennCNV軟件對三個(gè)品種共計(jì)120只個(gè)體進(jìn)行拷貝數(shù)變異(CNV)檢測。結(jié)果顯示,在大尾寒羊、阿勒泰羊和藏羊上分別檢測到了 371、201和66個(gè)CNV區(qū)域,長度分別是71.35 Mb、51.65 Mb和10.56 Mb。合并在基因組位置上重疊的拷貝數(shù)后,得到490個(gè)拷貝數(shù)變異區(qū)域(CNVRs),其中90個(gè)重復(fù),390個(gè)缺失,7個(gè)重復(fù)缺失共存;根據(jù)CNVRs在26條常染色體上的位置,繪制出綿羊全基因組拷貝數(shù)變異圖譜;隨機(jī)選取10個(gè)CNVRs進(jìn)行qPCR驗(yàn)證,結(jié)果10個(gè)區(qū)域中有8個(gè)得到驗(yàn)證;對不同品種間CNVRs的數(shù)目分布進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)大尾寒羊和阿勒泰羊基因組中的拷貝數(shù)變異高于藏羊;對CNVRs區(qū)域內(nèi)的基因進(jìn)行了 GO和KEGG分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了與脂肪代謝、氣候環(huán)境相適應(yīng)的候選基因。3、大尾寒羊、阿勒泰羊和藏羊全基因組選擇信號檢測用固定指數(shù)(FST)和雜交群體擴(kuò)展單倍型純合度(XPEHH)兩種方法對三個(gè)品種兩兩之間進(jìn)行選擇信號檢測。FST方法發(fā)現(xiàn)脂尾-瘦尾和脂臀尾-瘦尾之間受到的選擇信號比大尾-脂臀尾之間的多,只在大尾-瘦尾之間受到選擇的SNP位點(diǎn)有67個(gè),44個(gè)選擇區(qū)域,總長度為10.10Mb,平均長度為0.233Mb,通過基因注釋和富集分析發(fā)現(xiàn),在這些區(qū)域內(nèi)找到了脂肪相關(guān)的候選基因,如JAZF1,GEM,PRNP,BMP2,PPP1CC,PDGFD,MC4R,GPR124 和 ADRB3。XPE分析對將藏羊怍為參考群體,將大尾寒羊和阿勒泰羊分別作為實(shí)驗(yàn)群體,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在大尾寒羊和阿勒泰羊中分別有231和179個(gè)SNP位點(diǎn)受到正向選擇,將每個(gè)顯著的SNP位點(diǎn)向上下游個(gè)擴(kuò)展50kb作為一個(gè)受選擇的區(qū)域,通過基因注釋和富集分析發(fā)現(xiàn)這些受選擇區(qū)域CPT1A,CA4,CLPS,BMP2,KLF3,RETN,WNT,INSR,IRS1,CPT1A,SLC27A2,SLC27A4,PRKAG1,JAZF1,MC4R,BMP8B,CPT2,FABP3,SLC27A4,KLF11,PRKAG2,BMPR1B,SLC27A6,FOXP1,FGFR1基因與脂肪相關(guān)。通過這兩種方法檢測選擇信號,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這兩種方法有重疊的選擇區(qū)域,這些重疊區(qū)域內(nèi)JAZF1,BMP2,MC4R基因與脂肪形成相關(guān)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:S826
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號:2080817
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