【摘要】：體重是畜牧生產(chǎn)中最重要的經(jīng)濟(jì)性狀之一,同時(shí)也是一個(gè)典型的復(fù)雜數(shù)量性狀。全面解析體重性狀的遺傳結(jié)構(gòu)是利用分子育種技術(shù)進(jìn)行選育的重點(diǎn)和難點(diǎn)。遺傳結(jié)構(gòu)是數(shù)量性狀位點(diǎn)(Quantitative Trait Loci,QTL)遺傳特征的集合,包括QTL的數(shù)量、位置、效應(yīng)的大小和方向、在不同品種中的頻率分布及基因與基因、基因與環(huán)境間的互作等。QTL database已報(bào)道大量與體重性狀相關(guān)的定位結(jié)果,然而由于受到研究對(duì)象的限制,這些結(jié)果中只有極少的致因突變被發(fā)掘。為了闡明不同遺傳特征對(duì)體重性狀的影響,本研究選擇多個(gè)體重差異顯著的中國(guó)地方雞亞群進(jìn)行研究。在國(guó)家級(jí)地方雞種基因庫(kù)(National Chickens Genetic Resources,NCGR,江蘇)中根據(jù)各保種群體的生長(zhǎng)曲線選取了小體重的茶花雞和絲羽烏骨雞以及大體重的狼山雞和惠陽(yáng)胡須雞(各100只)為研究樣本。由于研究群體結(jié)構(gòu)分層顯著,我們一方面構(gòu)建混合線性模型,包括固定效應(yīng)(性別、初生重、品種)和基于親緣關(guān)系矩陣得到的隨機(jī)效應(yīng);另一方面,通過(guò)不同方法構(gòu)建親緣關(guān)系矩陣從而增加定位結(jié)果的準(zhǔn)確性。最終通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析(Genome-wide association study,GWAS)共得到6個(gè)獨(dú)立的與體重性狀顯著相關(guān)的QTL位點(diǎn),并且各自能解釋表型方差的1-2%。這些分布于2、3、5、9、20和27號(hào)染色體上的體重QTL與此前多個(gè)研究的結(jié)果重合,其中已有實(shí)驗(yàn)證明BW_Q5上游32Kb處的DLK1和BW_Q20中的GDF5的基因功能與雞體重性狀相關(guān)。以上結(jié)果體現(xiàn)了本研究群體中體重主效QTL的數(shù)量多、位置分散和效應(yīng)較小,符合體重性狀微效多基因的遺傳本質(zhì)。位點(diǎn)內(nèi)單倍型關(guān)聯(lián)分析進(jìn)一步驗(yàn)證了上述單位點(diǎn)QTL并獲得7個(gè)顯著相關(guān)的單倍型,其中BW_Q9中有兩個(gè)顯著單倍型,但效應(yīng)方向相反。增加100只隱性白羽雞和4只紅色原雞作為兩個(gè)對(duì)照亞群,觀測(cè)這些單倍型在不同亞群內(nèi)的分布比例和效應(yīng)大小,發(fā)現(xiàn)4個(gè)單倍型僅存在于惠陽(yáng)胡須雞中,因而是該品種特有的影響體重性狀的單倍型。27號(hào)染色體上的QTL包含一個(gè)單倍型,具有增加體重的效應(yīng),它普遍存在于四個(gè)亞群中,但在大體重群體中所占比例明顯大于小體重群體,呈一個(gè)隨著亞群平均體重增加而分布頻率增加的趨勢(shì);9號(hào)染色體上的QTL中檢測(cè)到兩個(gè)顯著相關(guān)的單倍型,在四個(gè)亞群中都包含其中一個(gè)對(duì)體重性狀具有負(fù)效應(yīng)單倍型的情況下,狼山雞獨(dú)立進(jìn)化出另一個(gè)較大的具有正向效應(yīng)的單倍型,從而使其與茶花雞和烏骨雞體重顯著差異。與前4個(gè)QTLs不同,9號(hào)和27號(hào)染色體上的QTLs對(duì)四個(gè)群體體重性狀都有作用,但其中單倍型分布比例和效應(yīng)大小的差異體現(xiàn)了遺傳結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。作為遺傳結(jié)構(gòu)的重要組成之一,我們還估計(jì)了上位效應(yīng)對(duì)體重性狀的影響。結(jié)合GWAS和vGWAS(variance-GWAS)的結(jié)果共定位到10個(gè)候選互作位點(diǎn),進(jìn)一步通過(guò)兩位點(diǎn)互作模型找到與其中4個(gè)候選位點(diǎn)存在基因互作的位點(diǎn)。雖然實(shí)驗(yàn)群體設(shè)計(jì)限制了我們對(duì)基因互作進(jìn)一步的分析,但已定位到的候選互作位點(diǎn)中包含多個(gè)基因,如ABCD2、NRIP1、KIT和BCHE等,并且已有研究證明這些基因與體重性狀功能相關(guān)。基于反向遺傳學(xué)理論,通過(guò)篩選亞群間差異選擇的信號(hào),我們對(duì)影響體重性狀位點(diǎn)的數(shù)量和相應(yīng)位置進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)證和補(bǔ)充。利用XP-EHH和F_(ST)兩種方法篩選出24個(gè)獨(dú)立的亞群間差異選擇的信號(hào),且與此前多個(gè)體重QTL的結(jié)果重合。綜上所述,QTL的數(shù)量、位置、效應(yīng)的大小和方向、在不同品種中的頻率分布以及基因與基因的互作等因素,都會(huì)在不同程度上影響著體重性狀,因此全面解析體重性狀的遺傳結(jié)構(gòu)是很有必要的,并且可以為今后地方雞種特色選育提供重要的理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

解析地方雞體重性狀的遺傳結(jié)構(gòu)3.2 實(shí)驗(yàn)群體中各亞群體重性狀的描述性統(tǒng)計(jì)參數(shù)本研究中的實(shí)驗(yàn)群體源自茶花雞、絲羽烏骨雞、狼山雞和惠陽(yáng)胡須雞四個(gè)品種，其主要棲息地分別位于云南，江西，，江蘇和廣東四省內(nèi)。本實(shí)驗(yàn)記錄了群體中所有個(gè)體從初生到 15 周齡每周的體重值，并繪制了相應(yīng)的生長(zhǎng)曲線（圖 3-1）。

圖 3-2 研究群體其群體結(jié)構(gòu)的主成分分析圖Fig. 3-2 Mapping samples to the space of the first two Principle Components resulting fromanalysis of genomic kinship3.3.2 利用亞群分化和連鎖不平衡評(píng)估群體結(jié)構(gòu)亞群的分化將導(dǎo)致群體結(jié)構(gòu)分層的現(xiàn)象，而亞群分化可以用個(gè)亞群內(nèi)的遺傳多樣性來(lái)評(píng)估。我們利用 Pn、He、F、IBS 四個(gè)參數(shù)和連鎖不平衡程度來(lái)評(píng)估群體遺傳多樣（表 3-3），其中 Pn（MAF>0.05）的值在惠陽(yáng)胡須雞中遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他三個(gè)亞群，且在絲羽烏骨雞中最小，茶花雞與狼山雞的 Pn比較接近，說(shuō)明這四個(gè)亞群中惠陽(yáng)胡須雞的遺傳多樣性最高，絲羽烏骨雞最小。平均個(gè)體近交系數(shù)在四個(gè)亞群中基本相同，說(shuō)明在這四個(gè)亞群中個(gè)體間的近交對(duì)其遺傳多樣性的大小影響很小。期望雜合度（He）是指所有多態(tài)位點(diǎn)的期望雜合度的平均值，四個(gè)亞群中 He的大小趨勢(shì)與 Pn相同（惠陽(yáng)胡須雞>茶花雞>狼山雞>絲羽烏骨雞），同樣說(shuō)明了惠陽(yáng)胡須雞的遺傳多樣性相對(duì)最高，而絲羽烏骨雞的遺傳多樣性是相對(duì)最小的。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S831.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 段忠取;朱軍;;全基因組關(guān)聯(lián)分析研究進(jìn)展[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版);2015年04期

2 張濤;王文浩;張跟喜;王金玉;薛倩;顧玉萍;;京海黃雞體重性狀全基因組關(guān)聯(lián)分析[J];遺傳;2015年08期

3 馬云龍;張勤;丁向東;;利用高密度SNP檢測(cè)不同豬品種間X染色體選擇信號(hào)[J];遺傳;2012年10期

4 李家駒;蔡輝益;劉國(guó)華;;雞的功能基因組學(xué)研究進(jìn)展[J];中國(guó)畜牧獸醫(yī);2008年12期

5 周琦,王文;DNA水平自然選擇作用的檢測(cè)[J];動(dòng)物學(xué)研究;2004年01期

6 沈浩,劉登義;遺傳多樣性概述[J];生物學(xué)雜志;2001年03期

7 夏銘;遺傳多樣性研究進(jìn)展[J];生態(tài)學(xué)雜志;1999年03期

8 馬克平;試論生物多樣性的概念[J];生物多樣性;1993年01期

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1 馬云龍;畜禽基因組選擇信號(hào)檢測(cè)策略與應(yīng)用研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

2 樊慶燦;京海黃雞部分重要經(jīng)濟(jì)性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析研究[D];揚(yáng)州大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2706066