白羽肉鸭品种在选育过程中的选择印记

作     者：于思梦 

作者单位：中国农业科学院 

学位级别：硕士

导师姓名：周正奎

授予年度：2022年

学科分类：0905[农学-畜牧学] 09[农学] 090501[农学-动物遗传育种与繁殖] 

主      题：白羽肉鸭 人工选择 基因组 选择信号 

摘      要：目前国内主流白羽肉鸭品种分为瘦肉型和肉脂型两类。这些品种均以我国北京鸭种质资源为基础选育而成,但在选育过程中又形成了各自特色,品种间表型差异明显。系统研究白羽肉鸭品种间的遗传分化,不但可以挖掘差异性状形成的遗传基础,还可以找到区分品种的特异性标记,为维护品种权益提供技术支撑。本研究对多个国内主流的瘦肉型与肉脂型白羽肉鸭品种进行群体基因组重测序,综合分析群体遗传结构、发掘基因组选择信号,鉴定白羽肉鸭品种间遗传分化基因,筛选品种特异性分子标记。本研究对4个白羽肉鸭品种和30只来自北京鸭保种群的个体进行全基因组重测序,包括60只樱桃谷鸭,133只中畜草原白羽肉鸭,100只中新白羽肉鸭和119只北京鸭Z2系个体,过滤后获得高质量SNP。基于全基因组SNP(Single Nucleotide Polymorphism,单核苷酸多态性)、CNV(Copy Number Variation,拷贝数变异)与STR(Short Tandem Repeat,短串联重复)数据进行遗传多样性、群体结构、选择信号等分析,获得主要研究结果如下:(1)构建了高质量北京鸭(Z2系)参考基因组。最终组装的基因组长度为1.126 Gb,scaffold N50和contig N50分别为76.13 Mb和36.81 kb。BUSCO完整性评估结果为92.70%。(2)对442个个体重测序与参考基因组比对,平均比对率92.54%。质控后共获得9,352,582个高质量SNP用于后续分析。(3)基于全基因组SNP进行群体进化与群体遗传结构分析,发现北京鸭Z2系起源于北京鸭保种群,樱桃谷鸭、中畜草原白羽肉鸭与中新白羽肉鸭亲缘关系较近。(4)以北京鸭保种群作为参考群,分别对樱桃谷鸭、中畜草原白羽肉鸭、中新白羽肉鸭和北京鸭Z2系进行Fst与θπ分析,各鉴定出528个、734个、538个和540个受选择窗口,长度分别为5.28 Mb、7.34 Mb、5.38 Mb和5.4 Mb,各占基因组全长的0.46%、0.65%、0.47%和0.48%。各受选择区域中分别包含172个、235个、202个和161个蛋白编码基因。对受选择信号取交集后,鉴定到6个受选择区域,包含4个候选基因TMED10、LOC106016266、LOC113843731和LOC113843732。(5)通过品种间比较,筛选到1个樱桃谷鸭特异性受选择区域,区域内共有1个候选基因EPHA5;未筛选到中畜草原白羽肉鸭特异性受选择区域;筛选到1个中新白羽肉鸭品种特异性受选择区域,区域内包含2个候选基因LOC101795266与LOC106015647;筛选到62个北京鸭Z2系品种特异性受选择区域,区域中包含27个品种特异性受选择基因。(6)通过拷贝数变异分析发现位于Chr11:5020001-5074500 bp处的CNV在品种间明显分化,在北京鸭Z2系和中新白羽肉鸭群体中为杂合缺失型拷贝,在中畜草原白羽肉鸭和樱桃谷鸭群体中为单拷贝基因型,区域内的NR2F2基因影响脂肪沉积。(7)对白羽肉鸭全基因组的微卫星进行了筛查与定位。通过微卫星分析鉴定到92个在品种选育过程中共有的STR位点。通过品种间比较,筛选到了848个品种特异性的STR位点。本研究对北京鸭保种群和4个白羽肉鸭品种进行遗传差异分析,鉴定到了5个在品种间共享的候选基因和30个品种特异性受选择基因,鉴定到了4个品种特异性受选择CNV,可作为候选的品种特异性分子标记,用于开发品种标签。