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基于转录组测序挖掘槐山羊高繁关键候选基因

畜牧兽医学报 2023年第12期54卷 5077-5090页

作者：韩浩园李世凯杨瑞巧李曼曼李君哈斯赵金艳魏红芳权凯河南牧业经济学院动物科技学院郑州450046 华南农业大学动物科学学院广州510642

为了探究山羊繁殖性状的内在分子调控机制以及基因调控网络。本研究选取健康无病的3岁左右、体格大小相似的第3胎次母羊,依据繁殖性能记录,采集3只平均胎产羔数为1只的母羊为单羔组,采集3只平均胎产羔数大于2只的母羊为多羔组。采用转... 详细信息

为了探究山羊繁殖性状的内在分子调控机制以及基因调控网络。本研究选取健康无病的3岁左右、体格大小相似的第3胎次母羊,依据繁殖性能记录,采集3只平均胎产羔数为1只的母羊为单羔组,采集3只平均胎产羔数大于2只的母羊为多羔组。采用转录组测序技术进行mRNA文库构建、单羔组与多羔组间差异表达基因筛选及功能鉴定,通过实时荧光定量PCR技术验证基因表达量。本研究构建了6个槐山羊卵巢组织mRNA文库,平均reads总数为41 163 239条,clean reads数为37 908 182条。差异表达分析在多羔与单羔组间共发现121个差异表达基因(P<0.05),其中上调基因30个,下调基因91个。PTX3、MMP13、PAK1、ADAMTS1、COL1A2、CCN1、SLC4A10、FOS、NR4A1、NR4A2和ADCY8等11个基因在单羔与多羔组间表达差异显著(P<0.05),且参与组织器官结构发育功能及内分泌系统醛固酮、皮质醇、催产素和促肾上腺皮质激素等激素分泌;在上述11个基因中共发现236个SNPs,其中7个SNPs为错义突变,4个位于ADAMTS1基因,1个位于PTX3基因,2个位于CCN1基因。本研究结果表明,11个基因在单羔组与多羔组间表达量差异显著,且参与组织器官结构发育及内分泌系统的激素分泌,可能与山羊卵泡发育、排卵及类固醇激素分泌有关,为阐明槐山羊多胎性状遗传机制提供科学依据。

关键词：槐山羊产羔数转录组差异表达基因

基于全基因组重测序解析皮山红羊群体遗传结构及产羔数候选基因研究

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中国畜牧兽医 2024年第2期51卷 624-638页

作者：石兰马梅兰木合塔帕·买买提江杨会国依明·苏来曼新疆农业大学动物科学学院乌鲁木齐830052 新疆畜牧科学院乌鲁木齐830011

[目的]皮山红羊是分布于新疆和田地区的新发现多羔性地方绵羊品种。本研究基于全基因组重测序技术从基因组水平上了解皮山红羊的群体遗传结构及产羔性状受选择信号区域,并对候选基因进行验证。[方法]选择30只连续产2~3羔的经产皮山红羊... 详细信息

[目的]皮山红羊是分布于新疆和田地区的新发现多羔性地方绵羊品种。本研究基于全基因组重测序技术从基因组水平上了解皮山红羊的群体遗传结构及产羔性状受选择信号区域,并对候选基因进行验证。[方法]选择30只连续产2~3羔的经产皮山红羊母羊为高繁组(high fertility, HF),30只连续产单羔的经产皮山红羊母羊为低繁组(low fertility, LF),对这两个群体进行全基因组重测序。应用主成分分析(PCA)、系统进化树、群体遗传结构及全基因组扫描(Fst&θπ)等综合分析法确定候选区域,进一步筛选皮山红羊产羔性状候选基因。采用飞行质谱分型技术对候选基因进行分型验证。[结果]皮山红羊高、低繁殖组群体连锁不平衡(LD)分析衰减曲线相似,系统进化树显示两组群体分化程度不明显。PCA结果显示,两个群体明显聚成一簇,个别个体离群,其位置及相互关系符合进化树结构以及群体结构结果。设置同时达到Top 1%Z(Fst)值和θπ值的窗口为候选区域,共注释229个强选择信号,HF和LF组注释基因分别为86和143个,其中筛选到42个可能与繁殖性状相关的候选基因,如MARF1、CHGA、BMPR1B、IMMP2L、CDK14、ZDHHC3、CCDC71、DSCAML1、LIMK2、P2RY14等。经GO与KEGG通路分析发现,GO功能显著富集在钠离子跨膜转运蛋白活性的调控、凋亡过程的调控、钠离子通道调节剂活性、G蛋白偶联受体结合、G蛋白偶联嘌呤核苷酸受体活性等条目,KEGG显著富集通路主要与信号传递、信号通路、物质代谢等通路有关。分型结果表明,MARF1基因有11个SNPs位点在皮山红羊群体中真实存在,其中,g.14023542 T>A、g.14036507 A>G、g.14046123 C>T位点与群体平均产羔数显著关联,且前2个突变位点呈现强连锁关系(r2>0.3),g.14023542 T>A位点TT基因型具有最多的平均产羔数(1.901±0.675)。[结论]皮山红羊高繁组和低繁组两个群体遗传背景相似,具有一定程度的分化,但分化不明显。MARF1、CHGA、BMPR1B、IMMP2L、CDK14、ZDHHC3、CCDC71、DSCAML1、LIMK2、P2RY14等基因可能是影响皮山红羊产羔性状的候选基因。MARF1基因的3个SNPs位点可作为皮山红羊产羔性状潜在分子选育标记。

关键词：皮山红羊全基因组重测序选择信号产羔数

STAR基因与东湖杂交奶绵羊繁殖性状的关联分析

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中国畜牧杂志 2024年第1期60卷 137-142页

作者：李桂丽李丹妮王丽吴卓芯王钰晨郭磊张希云张磊宋宇轩西北农林科技大学动物科技学院陕西杨凌712100 金昌市永昌县畜牧兽医站甘肃金昌737200 甘肃元生农牧科技有限公司甘肃金昌737200

本实验旨在探究类固醇激素合成急性调节蛋白(Steroidogenic Acute Regulatory Protein,STAR)基因多态性与东湖杂一代奶绵羊发情鉴定评分、产羔数的相关性,鉴定出影响绵羊繁殖性能的关键性位点。本研究以339只东湖杂一代奶绵羊为研究对象... 详细信息

本实验旨在探究类固醇激素合成急性调节蛋白(Steroidogenic Acute Regulatory Protein,STAR)基因多态性与东湖杂一代奶绵羊发情鉴定评分、产羔数的相关性,鉴定出影响绵羊繁殖性能的关键性位点。本研究以339只东湖杂一代奶绵羊为研究对象,采用竞争性等位基因特异性PCR(KASP)技术对STAR基因的g.31959747T>C、g.31959875A>C2个位点进行基因分型,并利用GLM模型对SNP位点与发情鉴定评分和产羔数进行关联分析。结果表明,g.31959747T>C与奶绵羊发情鉴定评分呈极显著相关,TT型的发情表现更优,但与产羔数差异不显著;g.31959875A>C与发情评分和产羔数均无显著关系;聚合基因型与繁殖性状的关联分析结果表明,TCAC型个体在发情评分、平均产羔数方面均较低。综上,STAR基因g.31959747T>C位点是影响奶绵羊发情评分的关键性位点,可根据育种目标将g.31959747T>C位点作为提高奶绵羊同期发情效果的分子标记,同时将TCAC聚合基因型及时淘汰。本研究结果可为奶绵羊繁殖性状的选育提供参考。

关键词： STAR 东湖杂交奶绵羊关联分析发情鉴定评分产羔数

GJB6和PRKAA1基因多态性及其与槐山羊产羔数的关联分析

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华北农学报 2023年第4期38卷 225-232页

作者：韩浩园李涛李世凯宋小雨李君哈斯赵金艳魏红芳权凯河南牧业经济学院动物科技学院河南郑州450046 华南农业大学动物科学学院广东广州510642 宁夏大学农学院宁夏银川750021

为探究GJB6和PRKAA1基因对槐山羊繁殖性能的影响,以122只不同产羔数的槐山羊群体为研究对象,参照NCBI数据库中山羊GJB6和PRKAA1基因参考序列设计引物,利用PCR与测序技术扫描GJB6和PRKAA1基因单核苷酸多态性(SNP),并进行遗传多态性、群... 详细信息

为探究GJB6和PRKAA1基因对槐山羊繁殖性能的影响,以122只不同产羔数的槐山羊群体为研究对象,参照NCBI数据库中山羊GJB6和PRKAA1基因参考序列设计引物,利用PCR与测序技术扫描GJB6和PRKAA1基因单核苷酸多态性(SNP),并进行遗传多态性、群体遗传参数分析和基因型与产羔数的关联分析。结果表明,在GJB6基因中检测到2个SNP位点:g.50694819 C>T和g.50694816 T>C,均为同义突变;在PRKAA1基因中检测到3个SNP位点:g.33691489 T>C、g.33693395 A>T和g.33693100 T>C,均位于非编码区。GJB6基因g.50694819 C>T位点和PRKAA1基因g.33693100 T>C位点为低度多态;GJB6基因g.50694816 T>C位点、PRKAA1基因g.33691489 T>C和g.33693395 A>T位点为中度多态。卡方检验结果表明,5个SNP位点均处于Hardy-Weinberg平衡。基因型与产羔数的关联分析结果表明,GJB6基因2个SNP的各个基因型间槐山羊产羔数的差异不显著,不适用于槐山羊群体的多羔性状选育。PRKAA1基因g.33691489 T>C位点的TC基因型个体产羔数显著高于CC基因型,g.33693395 A>T位点AT基因型个体产羔数显著高于AA、TT基因型(PC和g.33693395 A>T位点呈现强连锁平衡状态(D′>0.8,r^(2)>0.33)。单倍型关联分析结果显示,PRKAA1基因TCA单倍型个体的产羔数显著高于CTA、CTT、TTA单倍型个体的产羔数(PC位点TC基因型与g.33693395 A>T位点AT基因型以及TCA单倍型个体具有较高的产羔数,可作为槐山羊产羔数选育的潜在分子标记。

关键词：槐山羊 PRKAA1基因 GJB6基因 SNP 产羔数

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不同繁殖力绵羊卵巢转录组比较分析

中国农业大学学报 2023年第12期28卷 132-143页

作者：刘在霞刘永斌石彩霞谷明娟满达王宇付绍印何小龙戴伶俐白音巴图鲍艳春张文广娜日苏内蒙古农业大学动物科学学院呼和浩特010018 内蒙古自治区农业基因组大数据工程研究中心呼和浩特010018 内蒙古大学生命科学学院呼和浩特010021 内蒙古农业大学兽医学院呼和浩特010018 内蒙古自治区农牧业科学院畜牧研究所呼和浩特010031 内蒙古自治区农牧业科学院兽医研究所呼和浩特010031 内蒙古农业大学生命科学学院呼和浩特010018

为深入探索影响绵羊繁殖力的分子调控机制,本研究对16个产多羔的高繁绵羊和产单羔的低繁绵羊的卵巢转录组数据进行分析,使用WGCNA和eGWAS构建绵羊卵巢加权基因共表达网络和基于表达的全基因组关联,使用DESeq2进行差异基因分析,并通过EWS... 详细信息

为深入探索影响绵羊繁殖力的分子调控机制,本研究对16个产多羔的高繁绵羊和产单羔的低繁绵羊的卵巢转录组数据进行分析,使用WGCNA和eGWAS构建绵羊卵巢加权基因共表达网络和基于表达的全基因组关联,使用DESeq2进行差异基因分析,并通过EWSS挖掘繁殖高分化基因。结果表明:1)高繁绵羊和低繁绵羊卵巢组织共表达26 747个基因。2)17 908个高变异基因被聚为9个共表达基因模块。3)884个差异表达基因中高繁绵羊的上调表达基因多于低繁绵羊。4)获得28 727个高质量的SNPs变异位点,筛选到232个极高度变异的SNPs。5)通过多种方法整合筛选到12个影响绵羊繁殖力高度分化的基因(FGD4、LHFPL2、PPIL6、MILR1、PPP1R9B、NUP62、POU2F3、PHLDB1、SH3PXD2B、XPC、DAXX和MXRA5)。综上,本研究揭示了绵羊卵巢基因的表达模式及多维度筛选的绵羊繁殖力差异基因,最终找到12个可能调控绵羊繁殖相关的关键基因,为绵羊繁殖研究提供理论依据和数据支撑。

关键词：绵羊产羔数繁殖繁殖基因

线粒体tRNA-Lys(T7719G)基因变异对绵羊产羔数的影响及遗传学分析

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畜牧兽医学报 2022年第6期53卷 1759-1767页

作者：吕世琪马晓菲李兵贾春晖王艳超田树军周荣艳陈晓勇河北农业大学动物科技学院保定071000 河北唯尊养殖有限公司衡水053900 饶阳县农业农村局衡水053900

旨在揭示线粒体tRNA-Lys(T7719G)基因变异对小尾寒羊为母本的杂交羊群产羔数的影响,探讨将该基因变异作为分子标记辅助选种的可行性。本研究以小尾寒羊为母本的健康适龄繁殖母羊为研究对象,利用PCR扩增产物测序判定基因型,开展tRNA-Lys(... 详细信息

旨在揭示线粒体tRNA-Lys(T7719G)基因变异对小尾寒羊为母本的杂交羊群产羔数的影响,探讨将该基因变异作为分子标记辅助选种的可行性。本研究以小尾寒羊为母本的健康适龄繁殖母羊为研究对象,利用PCR扩增产物测序判定基因型,开展tRNA-Lys(T7719G)基因多态性及季节、胎次对产羔数影响的遗传学分析。结果表明,线粒体tRNA-Lys基因有G、T两种等位基因,等位基因频率分别为57.8%、42.2%;携带G等位基因的母羊较携带T等位基因的母羊平均胎产羔数多0.08只。在相同季节,群体产羔数随胎次以及G基因型母羊个体数量增加而增加。建立了胎产羔数预测模型方程:胎产羔数=1.201+(-0.009)×虚拟变量1+0.043×虚拟变量2+0.194×虚拟变量3+0.061×胎次+0.123×携带G等位基因母羊数量,即羊群中增加一个携带G等位基因的个体,胎产羔数预期增加0.123只。线粒体tRNA-Lys(T7719G)基因可以作为小尾寒羊为母本的杂交羊群产羔数性状的分子标记。

关键词：线粒体 tRNA-Lys基因绵羊产羔数遗传学分析

东湖杂交羊产羔性状的GWAS分析及候选基因GRID 2的验证

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畜牧兽医学报 2023年第11期54卷 4625-4635页

作者：赵雪洋李丹妮王钰晨郭磊王丽黄杰焦仪强安小鹏张希云张磊宋宇轩西北农林科技大学动物科技学院杨凌712100 永昌县畜牧兽医站金昌737200 甘肃元生农牧科技有限公司金昌737100

旨在研究影响东湖杂交羊产羔性状的关键基因并挑选关键基因的变异位点进行验证,以期为东湖杂交奶绵羊多羔性状的选育提供分子标记。本研究从西北农林科技大学金昌奶绵羊试验示范基地采集身体健康无疾病的东湖杂交二代奶绵羊168只进行全... 详细信息

旨在研究影响东湖杂交羊产羔性状的关键基因并挑选关键基因的变异位点进行验证,以期为东湖杂交奶绵羊多羔性状的选育提供分子标记。本研究从西北农林科技大学金昌奶绵羊试验示范基地采集身体健康无疾病的东湖杂交二代奶绵羊168只进行全基因组重测序,GEMMA和SnpEff软件进行全基因组关联分析,KOBAS 3.0数据库对注释的基因进行富集分析,LDBlockShow软件对显著性最强SNPs周边的连锁区域进行连锁不平衡分析。使用竞争性等位基因特异性PCR(kompetitive allele-specific PCR,KASP)技术对GRID 2基因进行SNP的分型检测,统计该基因两个多态位点的遗传多样性参数,并将其与产羔性状进行关联分析。结果显示,全基因组关联分析确定了6号染色上1163个达到显著性水平的SNPs位点,通过对候选位点的注释,确定与产羔性状相关的候选基因BMPR 1B、PDLIM5、PDHA2、UNC 5C、GRID2、NFKB1、TSPAN5、STPG2、PPP 3CA。同时结合已有报道和最强关联区域的注释,选择GRID 2上的两个SNPs(g.35685218A>G和g.35685499C>T)作为候选位点。通过统计学分析发现,本研究中涉及的两个位点均处于P>0.05的哈代-温伯格平衡状态,表明这两个位点均没有受到过强选择,并且这两个位点与东湖杂交羊的产羔性状有显著关联,两个位点的野生型均处于优势状态,且两个位点在胎次增加时均值也增加。综上所述,GRID 2基因2个SNPs对东湖杂交奶绵羊产羔性状有显著影响,可以作为分子标记辅助选择的候选位点。本研究为提高东湖杂交奶绵羊产羔率,促进奶绵羊的遗传育种进展提供了坚实的理论依据。

关键词：东湖杂交奶绵羊产羔数全基因组关联分析 GRID 2基因

小尾寒羊JAZF1基因多态性g.68263669G>A位点及其与产羔数的关联分析

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中国畜牧杂志 2022年第9期58卷 155-158,163页

作者：王凤艳王翔宇贺小云刘秋月马琳储明星狄冉中国农业科学院北京畜牧兽医研究所农业农村部动物遗传育种与繁殖重点实验室北京100193

为探究绵羊JAZF1基因g.68263669G>A位点的多态性及其与产羔数的关系,本研究利用Sequenom MassARRAY®SNP技术对362只小尾寒羊g.68263669G>A位点进行多态性检测。结果表明:JAZF1基因g.68263669G>A位点在小尾寒羊中存在AA、AG和GG 3种基因... 详细信息

为探究绵羊JAZF1基因g.68263669G>A位点的多态性及其与产羔数的关系,本研究利用Sequenom MassARRAY®SNP技术对362只小尾寒羊g.68263669G>A位点进行多态性检测。结果表明:JAZF1基因g.68263669G>A位点在小尾寒羊中存在AA、AG和GG 3种基因型。该位点与小尾寒羊产羔数关联分析结果表明:GG型个体产羔数显著高于AA型和AG型个体。经FecB分型后,本研究分析了JAZF1基因g.68263669G>A位点和FecB突变位点对小尾寒羊产羔数的协同效应,发现这2个位点对小尾寒羊产羔数存在协同效应。综上,绵羊JAZF1基因g.68263669G>A位点可能是提高绵羊产羔数的潜在的有效标记;该位点和FecB突变对产羔数有一定的协同效应。

关键词：绵羊 JAZF1基因产羔数 FecB突变协同效应

多浪羊BMP7基因在初情期启动过程中的功能及与产羔数相关的多态性研究

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多浪羊BMP7基因在初情期启动过程中的功能及与产羔数相关的多态性...

作者：王晨光塔里木大学

学位级别：硕士

多浪羊是新疆地方品种,具有优良的繁殖性能,初情期是动物获得繁殖能力的标志,初情期的早晚对动物繁殖有着重要作用。本研究以课题组前期通过转录组测序筛选出的与初情期相关的基因BMP7为对象,研究BMP7基因在多浪羊初情期启动遗传机理,对... 详细信息

多浪羊是新疆地方品种,具有优良的繁殖性能,初情期是动物获得繁殖能力的标志,初情期的早晚对动物繁殖有着重要作用。本研究以课题组前期通过转录组测序筛选出的与初情期相关的基因BMP7为对象,研究BMP7基因在多浪羊初情期启动遗传机理,对BMP7基因进行了细胞水平的功能研究,探讨其在绵羊卵巢颗粒细胞中的作用机制及其多态性与产羔数的关联分析。本研究通过克隆技术,获得差异基因BMP7 CDS区序列,用得到的序列进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR技术分析BMP7基因在多浪羊的下丘脑、垂体、卵巢、输卵管和子宫5个不同组织中的表达水平;分离绵羊卵巢颗粒细胞,构建BMP7基因过表达载体并转染进绵羊卵巢颗粒细胞中,CCK-8检测细胞增殖,Elisa法检测BMP7基因过表达后与繁殖相关生殖激素分泌和有关基因m RNA表达的影响;通过PCR扩增,筛选多浪羊BMP7基因和产羔数相关联的多态位点。研究结果如下:成功获得多浪羊BMP7基因CDS区序列1296bp,编码431个氨基酸。利用MEGA7.0构建进化树,结果显示多浪羊与绵羊和牛的亲缘关系最近,其次是人、猴、马,与小鼠和犬的亲缘关系最远。多浪羊BMP7蛋白氨基酸序列与人、牛、犬、小鼠、绵羊、猴、马的氨基酸序列相似性分别为97.4%、99.5%、46.9%、26.5%、99.3%、97.4%、96.8%。生物信息学分析显示,BMP7蛋白分子式为CHNOS,理论等电点PI为8.17,原子总数为6851个,不稳定指数为53.18,脂溶性系数76.96,总平均亲水性为-0.419,这种蛋白质是具备亲水性和碱性特征,但不稳定;其二级结构主要表现为α-螺旋以及无规则卷曲结构,三级结构的预测结果与二级结构相同。实时荧光定量PCR检测显示,BMP7基因在多浪羊初情期前、初情期、初情期后的5种组织均有表达,表达量由高到低依次为下丘脑、子宫、输卵管、垂体和卵巢,且下丘脑表达量显著高于其他组织(PT、g.58172131C>T、g.58172205C>T、g.58172226G>A、g.58171885G>A、g.58171886A>C、g.58171996G>A、g.58172002A>G。g.58172002A>G位点在多羔与单羔中差异显著(PT、g.58171885G>A、g.58171886A>C 3个位点在多羔与单羔中的基因型频率差异极显著(PT、g.58172205C>T、g.58172226G>A、g.58171996G>A 4个多态位点在多羔与单羔中的基因型频率差异不显著(P>0.05)。综上所述,本研究克隆了多浪羊BMP7基因CDS区,探究了BMP7基因在多浪羊5种组织在不同初情期中的表达规律,成功构建BMP7过表达载体;初步证实了BMP7基因参与多浪羊初情期启动,阐明了BMP7基因多态性与产羔有关联性。

关键词：多浪羊 BMP7基因初情期颗粒细胞产羔数多态性