利用定向選擇系解析雞肌內(nèi)脂肪沉積的分子機理
發(fā)布時間:2021-08-28 05:35
隨著肉雞生長速度和飼料轉(zhuǎn)化效率的不斷提高,雞肉產(chǎn)品的品質(zhì)問題日益突出,難以滿足消費者對優(yōu)質(zhì)畜產(chǎn)品日益增長的需求。肌內(nèi)脂肪(Intramuscular fat,IMF)作為改善雞肉品質(zhì)的重要經(jīng)濟性狀,其沉積調(diào)控是近年來肉雞領域的研究熱點。受到生理特點、表型精準度等多種因素的限制,目前對于雞IMF沉積機理的解析仍非常有限。本研究基于IMF選擇系和對照系胸肌組織中脂質(zhì)代謝差異,借助高通量測序技術(shù)挖掘影響IMF性狀的關(guān)鍵基因,解析雞IMF沉積的分子機理,為優(yōu)質(zhì)肉雞生產(chǎn)提供理論支撐。隨機選取第十六世代IMF選擇系(n=256)和對照系(n=264)共計520只母雞,測定胸肌組織中IMF含量、脂質(zhì)組成及脂肪酸組成。結(jié)果表明,IMF的主要組分中僅甘油三酯(Triglyceride,TG)含量在選擇系中顯著地高于對照系(P<0.01),且與IMF含量呈正相關(guān)。另外,發(fā)現(xiàn)C14:0、C16:1以及C18:1n9c等長鏈脂肪酸比例增加可能有利于TG合成,從而引起選擇系胸肌組織中IMF含量的增加。首先利用雞55K SNP芯片對IMF選擇系和對照系各30只隨機個體進行群體結(jié)構(gòu)和選擇信號分析,證明兩個系存...
【文章來源】:中國農(nóng)業(yè)科學院北京市
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
微環(huán)境影響FAPs增殖和分化示意圖(Lietal.,2020)
緒論8候選區(qū)域。由于正向選擇可以使群體內(nèi)部有利等位基因的比例迅速增加甚至固定,當有利等位基因及其周圍位點共同形成單倍型時,會引起致因突變周圍遺傳多樣性(雜合性、多態(tài)性或者變異)的降低(SMITHetal.,1974)8。這種現(xiàn)象是選擇性清除(Selectivesweep)造成的結(jié)果(NIELSEN,2005)。因此,借助高密度基因組標記,可以推斷出染色體上受到遺傳分化的區(qū)域以及該區(qū)域的遺傳多樣性,從而揭示受到選擇的變異如何對不同環(huán)境的變化做出應答(NOSILetal.,2009)。目前,多種特定檢測方法可在群體水平對選擇性清除區(qū)域進行檢測(圖1-2)。位點頻率譜法是檢測正向選擇信號的經(jīng)典方法。選擇性清除可通過增加新突變(Derivedmutation)的頻率從而影響頻率譜。雖然遺傳漂變也可將中性突變提升至中等或者較高頻率,但選擇性清除會通過搭便車效應提高因果等位基因附近衍生等位基因的頻率。Tajima’sD(TAJIMA,1989)、FayandWu’sH(FAYandWU,2000)和復合似然比(Compositelikelihoodratio,CLR)(KIMetal.,2002)是基于該原理常用的方法。當選擇性清除作用遍布群體內(nèi)部時,受選擇的等位基因會通過“搭載效應”(Hitchhikingeffect)與其周圍變異形成強烈的連鎖不平衡(Linkagedisequilibrium,LD),直到重組將其打斷。最終,致因等位基因(Causalallele)與周圍連鎖變異會形成擴展的長單倍型,這是基于LD檢測的原理。該方法適用于檢測正在進行中或尚未被固定的選擇信號。常用檢測方法包括:EHH(SABETIetal.,2002)、iHS(VOIGHTetal.,2006)和群體間擴展單倍型純合度法(Crosspopulationextendedhaplotypehomozygosity,XP-EHH)(SABETIetal.,2007)等。環(huán)境壓力和群體適應性會影響選擇作用。如果選擇僅發(fā)生在一個群體內(nèi)部,那么該位點等位基因頻率在不同群體會呈現(xiàn)明顯?
傳背景和穩(wěn)定IMF差異的試驗群體是研究IMF沉積機制的理想動物模型。本研究使用慢速型黃羽肉雞IMF選擇系和對照系,借助于雞全基因組重測序和RNA-seq等技術(shù),結(jié)合GWAS和選擇信號分析,系統(tǒng)地解析雞IMF選擇系胸肌IMF沉積的分子機理。本研究有助于深入解析雞IMF沉積的代謝機理、豐富家禽肌肉組織脂肪酸代謝和脂肪沉積理論體系;通過挖掘影響IMF沉積的關(guān)鍵調(diào)控基因,為肉雞IMF沉積和肉品質(zhì)調(diào)控技術(shù)的研發(fā)提供關(guān)鍵評價指標;對推動肉雞產(chǎn)品品質(zhì)改善和肉雞產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效,具有重要意義和應用前景。1.4.2技術(shù)路線本研究技術(shù)路線如圖1-3所示。以京星黃雞IMF選擇系與對照系(自然群體)為試驗素材,1)分別測定胸肌IMF含量及其脂類成分含量,分析IMF含量變化的生化機理;2)通過芯片掃描與重測序技術(shù),利用GWAS結(jié)合選擇信號共同定位影響TG含量性狀的目標區(qū)域和候選基因,鑒定影響選擇系TG沉積的關(guān)鍵候選基因;3)利用高、低TG表型的個體進行轉(zhuǎn)錄組測序,確定參與TG沉積的相關(guān)差異表達基因。通過WGCNA篩選與TG、IMF以及脂肪酸性狀相關(guān)的基因集合,從轉(zhuǎn)錄水平驗證基因組分析結(jié)果,揭示關(guān)鍵候選基因調(diào)控TG沉積的生物學功能及其分子機理。圖1-3技術(shù)路線圖Fig.1-3Technicalroadmap
本文編號:3367905
【文章來源】:中國農(nóng)業(yè)科學院北京市
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
微環(huán)境影響FAPs增殖和分化示意圖(Lietal.,2020)
緒論8候選區(qū)域。由于正向選擇可以使群體內(nèi)部有利等位基因的比例迅速增加甚至固定,當有利等位基因及其周圍位點共同形成單倍型時,會引起致因突變周圍遺傳多樣性(雜合性、多態(tài)性或者變異)的降低(SMITHetal.,1974)8。這種現(xiàn)象是選擇性清除(Selectivesweep)造成的結(jié)果(NIELSEN,2005)。因此,借助高密度基因組標記,可以推斷出染色體上受到遺傳分化的區(qū)域以及該區(qū)域的遺傳多樣性,從而揭示受到選擇的變異如何對不同環(huán)境的變化做出應答(NOSILetal.,2009)。目前,多種特定檢測方法可在群體水平對選擇性清除區(qū)域進行檢測(圖1-2)。位點頻率譜法是檢測正向選擇信號的經(jīng)典方法。選擇性清除可通過增加新突變(Derivedmutation)的頻率從而影響頻率譜。雖然遺傳漂變也可將中性突變提升至中等或者較高頻率,但選擇性清除會通過搭便車效應提高因果等位基因附近衍生等位基因的頻率。Tajima’sD(TAJIMA,1989)、FayandWu’sH(FAYandWU,2000)和復合似然比(Compositelikelihoodratio,CLR)(KIMetal.,2002)是基于該原理常用的方法。當選擇性清除作用遍布群體內(nèi)部時,受選擇的等位基因會通過“搭載效應”(Hitchhikingeffect)與其周圍變異形成強烈的連鎖不平衡(Linkagedisequilibrium,LD),直到重組將其打斷。最終,致因等位基因(Causalallele)與周圍連鎖變異會形成擴展的長單倍型,這是基于LD檢測的原理。該方法適用于檢測正在進行中或尚未被固定的選擇信號。常用檢測方法包括:EHH(SABETIetal.,2002)、iHS(VOIGHTetal.,2006)和群體間擴展單倍型純合度法(Crosspopulationextendedhaplotypehomozygosity,XP-EHH)(SABETIetal.,2007)等。環(huán)境壓力和群體適應性會影響選擇作用。如果選擇僅發(fā)生在一個群體內(nèi)部,那么該位點等位基因頻率在不同群體會呈現(xiàn)明顯?
傳背景和穩(wěn)定IMF差異的試驗群體是研究IMF沉積機制的理想動物模型。本研究使用慢速型黃羽肉雞IMF選擇系和對照系,借助于雞全基因組重測序和RNA-seq等技術(shù),結(jié)合GWAS和選擇信號分析,系統(tǒng)地解析雞IMF選擇系胸肌IMF沉積的分子機理。本研究有助于深入解析雞IMF沉積的代謝機理、豐富家禽肌肉組織脂肪酸代謝和脂肪沉積理論體系;通過挖掘影響IMF沉積的關(guān)鍵調(diào)控基因,為肉雞IMF沉積和肉品質(zhì)調(diào)控技術(shù)的研發(fā)提供關(guān)鍵評價指標;對推動肉雞產(chǎn)品品質(zhì)改善和肉雞產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效,具有重要意義和應用前景。1.4.2技術(shù)路線本研究技術(shù)路線如圖1-3所示。以京星黃雞IMF選擇系與對照系(自然群體)為試驗素材,1)分別測定胸肌IMF含量及其脂類成分含量,分析IMF含量變化的生化機理;2)通過芯片掃描與重測序技術(shù),利用GWAS結(jié)合選擇信號共同定位影響TG含量性狀的目標區(qū)域和候選基因,鑒定影響選擇系TG沉積的關(guān)鍵候選基因;3)利用高、低TG表型的個體進行轉(zhuǎn)錄組測序,確定參與TG沉積的相關(guān)差異表達基因。通過WGCNA篩選與TG、IMF以及脂肪酸性狀相關(guān)的基因集合,從轉(zhuǎn)錄水平驗證基因組分析結(jié)果,揭示關(guān)鍵候選基因調(diào)控TG沉積的生物學功能及其分子機理。圖1-3技術(shù)路線圖Fig.1-3Technicalroadmap
本文編號:3367905
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