【摘要】：中外豬品種在生長速度、瘦肉率、肉質(zhì)、繁殖力、免疫力及抗逆性等性狀上都存在著較大差異,對這種差異的遺傳基礎(chǔ)研究一直是動物遺傳育種領(lǐng)域研究的重點之一。利用全基因組重測序數(shù)據(jù)進行中外豬種馴化過程中受選擇區(qū)域分析時,發(fā)現(xiàn)中國家豬和歐洲家豬在馴化過程中受到不同的選擇,而且存在不同的拷貝數(shù)變異區(qū)域(copy number variation regions,CNVR)。但僅根據(jù)基因組序列信息進行拷貝數(shù)變異(copy number variation,CNV)分析往往得到的CNV在染色體上的區(qū)域較大,CNV斷點或其邊界很難精確定位到單個堿基上,因此,CNV斷點難以鑒定,也就很難驗證CNV片段。本課題組前期對藍耳病感染實驗中的6頭通城豬和6頭大白豬的基因組和脾臟、睪丸、腹股溝淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)錄組進行了深度測序,基于兩品種基因組和轉(zhuǎn)錄組序列信息,利用生物信息學(xué)方法分析預(yù)測豬基因組上的CNVR。同時,結(jié)合轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),篩選與基因有重疊的候選CNVR,建立斷點PCR擴增和測序的方法進行CNV邊界的鑒定,并利用生物信息學(xué)方法對CNV功能進行預(yù)測,為CNV的進一步研究奠定了可靠基礎(chǔ)。主要取得以下結(jié)果:(1)利用LUMPY和CNVnator分析軟件對6頭通城豬和6頭大白豬的重測序數(shù)據(jù)進行CNV的挖掘,找到大白豬和通城豬間存在品種差異CNV的候選基因,并從中篩選了3個免疫相關(guān)基因、16個品種間差異表達的基因和一個被基因組注釋錯誤的假基因。(2)在33個大白豬和33個通城豬群體中驗證了候選基因CNVR的存在,其中,在TRIM14基因中有一個通城豬434bp的缺失,而大白豬無變異;在PRKCE基因中大白豬存在932bp的缺失,而通城豬正常;以及STRA8基因中通城豬470bp的缺失而大白豬不存在缺失。(3)結(jié)合6頭對照組個體脾臟、腹股溝淋巴結(jié)和睪丸的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),利用關(guān)聯(lián)分析方法分析CNV和基因表達調(diào)控的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)腹股溝淋巴結(jié)中,有19個CNV影響30個基因的表達;在脾臟組織中發(fā)現(xiàn)29個CNV影響179個基因的表達;在睪丸組織中發(fā)現(xiàn)了30個CNV影響220個基因的表達。(4)鑒定了發(fā)生在TRIM14、PRKCE、STRA8和HNRNPA2B1四個基因上CNV的斷點,實驗驗證的CNV斷點與軟件LUMPY預(yù)測斷點一致。通過其斷點區(qū)域及變異區(qū)域序列特征進行分析,推斷CNV可能的產(chǎn)生機制。綜上所述,通過生物信息學(xué)方法,挖掘通城豬和大白豬全基因組測序數(shù)據(jù)并結(jié)合轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)分析挖掘兩品種之間存在差異的CNV及候選基因,在通城豬、大白豬、長白豬和梅山豬群體中成功驗證CNV存在,并鑒定出CNV斷點位置,為之后的功能研究提供材料并奠定基礎(chǔ)。
【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】：2018
【分類號】：S828
【圖文】：

20 世紀 90 年代初，有研究發(fā)現(xiàn)基因組上存在的大于 1Mb 片段的重復(fù)和缺性神經(jīng)疾病產(chǎn)生有關(guān)（Lupski et al 1991, Chance et al 1993）。然而，基因組的重復(fù)或缺失對遺傳多樣性到底有多大的影響，仍是未解之謎。直到 2004和 Sebat 利用全基因組分析工具發(fā)現(xiàn)了人類基因組存在大量的重復(fù)和缺te et al 2004, Sebat et al 2004），并隨著人類第一張基因組拷貝數(shù)變異（CN繪制成功（Redon et al 2006），CNV 這一概念真正走入人們視野。在測序泛應(yīng)用之前，CNV 的檢測主要靠芯片的方法來完成，芯片方法由于其自身制，只能檢測片段大小在 1kb 以上的 CNV，所以，這個時期大片段被定義上，而 CNV 則是基因組上 1kb 以上片段的缺失或重復(fù)。隨著測序技術(shù)的普及的定義發(fā)生了改變，由于測序技術(shù)可以精確到序列里的每一個堿基，大片段、CNV 和 Indel 的界限被定義為 50bp。由此，CNV 的檢測方法也發(fā)生了片數(shù)據(jù)發(fā)掘 CNV到利用測序數(shù)據(jù)檢測 CNV，CNV檢測的靈敏度越來越高也越來越高。

圖 1-2 CNV 產(chǎn)生的機制 （Ottaviani et al 2014）Figure 1-2 Mechanisms of CNV formation ( Ottaviani et al 2014 )A：NHEJ；B：NAHR ; C：FoSTeS；D：MMBIRHomology：同源序列；Microhomology：微同源序列；Existing strand：原始鏈；Newly synthesised strand：新合成鏈1.2.3 CNV 的挖掘方法（1）基于雜交芯片的方法雜交芯片的方法已經(jīng)成為發(fā)現(xiàn) CNV 和 CNV 分型的主要實驗方法（Pinkel et al1998, Snijders et al 2001, Locke et al 2004, Itsara et al 2009）。主要包括 aCGH（微陣列比較基因組雜交) 芯片和 SNP 芯片兩種。這兩種方法都是基于雜交技術(shù)，根據(jù)參考樣本和群體推斷拷貝數(shù)的增加或減少。基于 aCGH 芯片挖掘 CNVaCGH 平臺的檢測主要通過不同的標記物（紅色和綠色熒光染料分別標記待測

基于通城豬、大白豬基因組和轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)進行拷貝數(shù)變異的挖掘、邊界鑒定和功能分析測序技術(shù)對 CNV 檢測的靈敏度可達到 50bp 且絕大多數(shù) CNV 的長度范圍在 1kb 以內(nèi)，而傳統(tǒng)芯片方法對 CNV 的檢測一般在 1kb 左右，絕大多數(shù) CNV 的長度在 1kb到 50kb 之間，這是芯片方法的低分辨率低靈敏度造成的。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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本文編號：2806488