【摘要】：全基因組選擇(Genomic selection,GS)是目前重要的遺傳改良方法,對動物的遺傳評估具有重要意義,并已在不同物種中得到廣泛應(yīng)用。參考群規(guī)模是影響GS進行全基因組遺傳評估的重要因素,在多群體遺傳評估中,GS通常是在遺傳背景相近的群體中實施的,而實際生產(chǎn)中,具有相近遺傳背景群體的規(guī)模又比較小。因此有必要探索通過合并群體擴大規(guī)模提高基因組育種值(Genomic estimated breeding value,GEBV)估計準確性的可行性及策略。乳頭數(shù)屬于中等遺傳力性狀,是一個重要的繁殖性狀。本研究擬分析通過合并丹系大白豬和美系大白豬總?cè)轭^數(shù)數(shù)據(jù)以擴大參考群規(guī)模提高總?cè)轭^數(shù)GEBV估計準確性的最優(yōu)策略。首先,通過估計丹系大白豬和美系大白豬總?cè)轭^數(shù)性狀遺傳參數(shù)以確定這兩群體該性狀遺傳相關(guān)性。其次,綜合線性混合模型(Linear mixed model,LMM)和貝葉斯C模型兩種基因組關(guān)聯(lián)分析,繼而判斷兩群體的總?cè)轭^數(shù)遺傳背景是否有差異。最后,考慮參考群規(guī)模和遺傳背景因素,設(shè)計4種遺傳評估模型對GEBV進行預(yù)測:(1)假設(shè)遺傳背景有差異,不擴大參考群規(guī)模,記為模型M1;(2)假設(shè)遺傳背景無差異,擴大參考群規(guī)模,記為模型M2;(3)在模型M2基礎(chǔ)上添加品系效應(yīng),記為模型M3;(4)假設(shè)遺傳背景有差異,擴大參考群規(guī)模,記為M4。主要結(jié)果如下:1.丹系大白和美系大白豬總?cè)轭^數(shù)遺傳參數(shù)估計結(jié)果(1)對具有10060頭表型信息和1497頭基因型信息的丹系大白豬的遺傳力估計顯示:傳統(tǒng)BLUP方法估計的遺傳力為0.167±0.02;GBLUP方法估計的遺傳力為0.095±0.03;(2)對具有13060頭表型信息和1793頭基因型信息的美系大白豬的遺傳力估計顯示:傳統(tǒng)BLUP方法估計的遺傳力為0.423±0.02;GBLUP方法估計的遺傳力為0.402±0.04;(3)丹系大白豬總?cè)轭^數(shù)性狀和美系大白豬總?cè)轭^數(shù)性狀遺傳相關(guān)為0.789±0.328。2.丹系大白和美系大白豬總?cè)轭^數(shù)全基因組關(guān)聯(lián)分析結(jié)果(1)采用LMM方法,發(fā)現(xiàn)丹系大白豬和美系大白豬中與總?cè)轭^數(shù)顯著關(guān)聯(lián)位點都位于7號染色體,但區(qū)域不同,丹系大白豬位于97.19~97.80Mb區(qū)域,美系大白豬位于97.08~98.09Mb區(qū)域;采用貝葉斯C方法,發(fā)現(xiàn)丹系大白豬中與總?cè)轭^數(shù)顯著關(guān)聯(lián)區(qū)域位于7號染色體上,美系大白豬中與總?cè)轭^顯著關(guān)聯(lián)區(qū)域位于3號、4號、7號、10號、11號染色體上。上述結(jié)果表明,丹系大白豬和美系大白豬中控制總?cè)轭^數(shù)的染色體區(qū)域不完全相同,遺傳背景不完全相同。(2)聯(lián)合分析上述全基因組關(guān)聯(lián)分析結(jié)果,并通過連鎖不平衡分析,在丹系大白豬中發(fā)現(xiàn)了PTGR2、FAM161B、ENTPD5、LIN52、ABCD4、VRTN、SYNDIG1L、NPC2、LTBP2等9個豬乳頭數(shù)相關(guān)候選基因,美系大白豬中發(fā)現(xiàn)了ELMSAN1、PTGR2、FAM161B、ENTPD5、LIN52、ABCD4、VRTN、NPC2、LTBP2、FCF1、YLPM1、PROX2、DLST等13個候選基因。3.四種模型對豬總?cè)轭^數(shù)性狀的基因組估計育種值預(yù)測結(jié)果(1)丹系大白豬中預(yù)測效果顯示:在4個模型中,用模型M4預(yù)測的基因組育種值準確性和精確性最好,模型M1表現(xiàn)次之,模型M2和M3預(yù)測的基因組育種值準確性和精確性最差,模型M4和其它模型組合的秩相關(guān)性都較高。(2)美系大白豬中預(yù)測效果顯示:在4個模型中,模型M4預(yù)測的基因組育種值準確性和精確性最好。在育種值準確性中,模型M2、M3僅次于模型M4,模型M1表現(xiàn)最差。在育種值精確性中,模型M1僅次于模型M4,模型M2、M3表現(xiàn)最差,模型M4和其它模型組合的秩相關(guān)性都較高。結(jié)論:(1)在丹系大白豬和美系大白豬中,控制總?cè)轭^數(shù)的候選基因不完全相同,同時,染色體上有相同的關(guān)聯(lián)區(qū)域和各自獨有的關(guān)聯(lián)區(qū)域,表明兩品系該性狀遺傳背景存在差異;(2)本研究中丹系大白豬和美系大白豬的合并分析提高了豬乳頭數(shù)GEBV準確性;(3)模型M4同時考慮到了遺傳背景和參考群規(guī)模對基因組預(yù)測的影響,是聯(lián)合兩群體數(shù)據(jù)進行基因組遺傳評估的最優(yōu)策略。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S828
【圖文】：

nd Kumar 2013）。當目標性狀遺傳力較低、難以測會大打折扣（Eggen2012）。對于低遺傳力性狀，通記錄動物的 GEBV 準確性，但這需要參考群有較9；De Roos et al 2009）。GS 方法對于一些表型難，也可以通過較小參考群的表型測定進而預(yù)測候 et al 2014；Pszczola et al 2012）。選擇的實施步驟張哲 et al 2011）所示，GS 中估計 GEBV 主要 and Kumar 2013）：考群體，獲得群體中每個動物個體目標性狀的表型獲得每個個體的基因型數(shù)據(jù)，然后通過 MME 方傳標記的效應(yīng)值；群體中的每個個體進行基因分型，得到候選群體 GEBV 進行個體選擇。

3. 結(jié)果3.1 表型數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計結(jié)果在對丹系大白豬和美系大白豬總?cè)轭^數(shù)校正之前，先對這兩個品系大白豬的總?cè)轭^數(shù)進行描述性統(tǒng)計，如圖 3-1-A 所示，總?cè)轭^數(shù)在丹系大白豬中分布在 10到 18 之間，其中 80.04%的個體具有 14 個乳頭，占據(jù)了丹系大白豬中具有總?cè)轭^數(shù)記錄個體的絕大部分比例；總?cè)轭^數(shù)在美系大白豬中分布在 10 到 19 之間，其中總?cè)轭^數(shù)為 14、15、16 的個體占了 92.92%的比例。從箱線圖中（3-1-B），可以發(fā)現(xiàn)，丹系大白豬的中位數(shù)為 14，中位數(shù)以及上、下四分位數(shù)的位置表明大部分的乳頭數(shù)集中在 14；美系大白的中位數(shù)為 15，上邊緣為 16，下邊緣為 13，表明有大部分個體的總?cè)轭^數(shù)分布在 13 到 16 之間，相比丹系大白豬，美系大白豬總?cè)轭^分布較為均勻，而且兩個品系的總?cè)轭^數(shù)分布無偏斜發(fā)生，基本符合正態(tài)分布，該數(shù)據(jù)可以用于后續(xù)分析。

圖 3-2 三種情況下丹系大白豬（A）和美系大白豬（B）在各染色體上 SNP 個數(shù)的比較注：橫軸表示染色體，縱軸表示標記數(shù)，23 表示 X 染色體，24 表示 Y 染色體。Figure 3-2 Comparison of SNP number between Danish Yorkshire (A) and AmericanYorkshire (B) in three conditionsNote: x-axis indicates chromosome, y-axis indicates number of marker, 23 indicates X chromosome, 24indicates Y chromosome.

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