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基于杜洛克猪全基因组重测序的InDel分析及重要经济性状基因定位

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基因组学与应用生物学 2024年

作者：何健郑伟杰孙艳梅张瑞琪王素青马亮亮袁仁强赵云翔郭金彪广西大学动物科学技术学院辽宁省农业发展服务中心中国农业大学动物科学技术学院佛山科学技术学院生命科学与工程学院广西扬翔股份有限公司

本研究利用选择信号分析方法在美系杜洛克猪和丹系杜洛克猪中筛选与重要经济性状相关的候选基因。选取健康状态良好、饲养管理水平一致的成年美系杜洛克公猪33头、丹系杜洛克公猪11头，提取DNA并重测序，利用Fst&Pi的联合分析，保留候... 详细信息

本研究利用选择信号分析方法在美系杜洛克猪和丹系杜洛克猪中筛选与重要经济性状相关的候选基因。选取健康状态良好、饲养管理水平一致的成年美系杜洛克公猪33头、丹系杜洛克公猪11头，提取DNA并重测序，利用Fst&Pi的联合分析，保留候选区域，对注释基因进行GO功能和KEGG通路富集分析，进一步筛选与重要经济性状相关的相关候选基因。美系杜洛克猪和丹系杜洛克猪的全基因组重测序平均测序深度在13×以上，测序数据平均有效率为99.82%，Q30平均值分别为91.91%、91.93%，G+C含量分别在42.90%～43.83%和42.48%～43.55%，均表明本次测序数据质量较高。以5%为筛选阈值，关联Fst&Pi提取相关候选区域，采用选择性消除方法检测到相应的选择信号区域，美系杜洛克猪和丹系杜洛克猪之间的Fst值为0.268，θπ比值分别为0.495和﹣0.415，Pi值分别为4.206和3.506。在美系杜洛克猪的选择性消除分析中有557个受选择区域，注释到1 323个基因；丹系杜洛克猪的选择性消除分析中有207个受选择区域，注释到338个基因。GO分析和KEGG通路富集分析发现，在美系和丹系杜洛克群体中初步筛选到ERLIN2、TMCO2、PITX2、SORCS3和SUFU等5个与精子发生、脂肪形成、生殖功能等性状相关的候选基因。在美系杜洛克猪中筛选到ATP1B1、LAMA4、EP300、ELOVL3、ECHS1、THEME5、PIP5K1A、PPT1、UBQLN1、ITGA10、SEC24D、MAP3K5和HSP90B1等15个与肉质、脂肪合成与代谢、精子发生、生长发育、骨发生和饲料效率等性状相关的候选基因。在丹系杜洛克猪中筛选到PDIA3、CBLIN2、CYCS和CDH7等4个候选基因，分别与产奶量、肉质性状、骨骼肌、饲料效率相关；BMI1、LHX8、ELL3、CATSPER2和CSMD1等5个候选基因，分别与繁殖性状相关的候选。本研究发现美系杜洛克猪群体和丹系杜洛克猪群体间存在较大的遗传分化，为进一步研究杜洛克公猪的遗传特性提供了基因组数据支撑。

关键词：选择信号分析方法杜洛克猪全基因组重测序重要经济性状候选基因

基于转录组测序的巴马香猪和杜洛克猪骨骼肌差异lncRNA分析

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南方农业学报 2024年第3期55卷 650-659页

作者：胡梦灵范新浩姚一龙闫超谢炳坤兰干球梁晶唐中林广西大学动物科学技术学院/广西畜禽繁育与疾病防控重点实验室广西南宁530004 佛山鲲鹏现代农业研究院广东佛山528226 中国农业科学院深圳农业基因组研究所/岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心广东深圳518124 广西巴马香猪资源开发工程研究中心广西河池547599 广西农业职业技术大学畜牧研究院/广西家畜遗传改良重点实验室广西南宁530001 中国农业科学院深圳农业基因组研究所MARA畜禽多密克戎重点实验室广东深圳518124

【目的】通过对巴马香猪和杜洛克猪背最长肌组织进行转录组测序鉴定差异表达lncRNA,筛选与骨骼肌发育形成相关的候选基因,为明确lncRNA对骨骼肌生长发育的调控机制提供理论基础。【方法】采集12月龄的巴马香猪和杜洛克猪背最长肌组织进... 详细信息

【目的】通过对巴马香猪和杜洛克猪背最长肌组织进行转录组测序鉴定差异表达lncRNA,筛选与骨骼肌发育形成相关的候选基因,为明确lncRNA对骨骼肌生长发育的调控机制提供理论基础。【方法】采集12月龄的巴马香猪和杜洛克猪背最长肌组织进行转录组测序,以错误发现率(FDR)1为标准筛选差异表达基因(DEGs)和差异表达lncRNA,并进行实时荧光定量PCR验证,预测差异表达lncRNA靶基因并进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,选取表达差异最大的lncRNA构建其与靶基因互作网络。【结果】在巴马香猪和杜洛克猪背肌间共鉴定出6316个DEGs和675个差异表达lncRNA;GO功能注释分析结果表明,差异表达lncRNA靶基因主要涉及代谢过程、肌肉组织发育及骨骼肌细胞增殖和分化等生物过程;KEGG信号通路富集分析结果表明,差异表达lncRNA靶基因在Hippo和Wnt信号通路显著富集(P猪中的相对表达量极显著高于杜洛克猪(P猪和杜洛克猪间发现的差异表达lncRNA是调控骨骼肌发育的候选基因,其靶基因主要富集在Hippo和Wnt等骨骼肌发育相关信号通路。lncRNA-MSTRG.16703的表达差异最大且在巴马香猪中上调,其靶基因在骨骼肌细胞增殖分化和肌纤维形成中有重要调控作用。

关键词：巴马香猪杜洛克猪背最长肌转录组测序 lncRNA

杜洛克猪HLCS基因多态位点与生长发育性状的相关性分析

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中国畜牧兽医 2020年第6期47卷 1800-1808页

作者：蒲蕾代宇星张跃博张龙超郭亮王立贤天津农学院动物科学与动物医学学院天津市农业动物繁育与健康养殖重点实验室天津300384 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所北京100193

本研究旨在明确羧化全酶合成酶(holocarboxylase synthetase,HLCS)基因突变与杜洛克猪生长发育性状的相关性。利用Illumina SNP60芯片测序结果研究HLCS基因的突变位点,分析突变位点的多态性信息、突变位点与生长发育性状的关联性及突变... 详细信息

本研究旨在明确羧化全酶合成酶(holocarboxylase synthetase,HLCS)基因突变与杜洛克猪生长发育性状的相关性。利用Illumina SNP60芯片测序结果研究HLCS基因的突变位点,分析突变位点的多态性信息、突变位点与生长发育性状的关联性及突变位点的单倍型。结果显示,杜洛克猪HLCS基因具有4个SNPs位点:Ssc13:200455646 T>C、Ssc13:200458655 G>C、Ssc13:200504530 G>T、Ssc13:200551864 T>G,均符合Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05),呈现中度多态性。关联分析结果发现,Ssc13:200455646 T>C位点TT基因型100 kg背膘、剩余采食量均显著高于TC和CC基因型(PC位点GG基因型个体100 kg背膘、剩余采食量均显著高于CG和CC基因型(PT位点GT基因型平均日采食量、平均日增重均显著高于TT基因型(PG位点TG基因型平均日采食量、平均日增重均显著高于GG基因型(P0.05)。Ssc13:200455646 T>C和Ssc13:200458655 G>C位点呈现高度连锁,Ssc13:200504530 G>T与Ssc13:200551864 T>G位点呈现高度连锁。结果表明,HLCS基因4个SNPs位点的多态性与杜洛克猪的剩余采食量、平均日采食量、平均日增重、100 kg日龄和100 kg背膘均具有显著相关性,可为猪的生长发育遗传改良奠定基础。

关键词：杜洛克猪 HLCS基因 SNP 生长发育性状

基于动物模型BLUP的杜洛克猪生长及繁殖性状选择进展

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云南农业大学学报（自然科学版） 2023年第2期38卷 198-205页

作者：王孝义李明丽陈强王淑燕张燕林计春律鲁绍雄云南农业大学动物科学技术学院云南昆明650201 云南福悦发畜禽养殖有限公司云南昆明650300

【目的】揭示基于动物模型最佳线性无偏预测(animal model best linear unbiased prediction,AM-BLUP)的选择指数对杜洛克猪生长及繁殖性状的选育效果。【方法】在采用AM-BLUP方法估计个体目标性状育种值基础上,以达100 kg体质量日龄(... 详细信息

【目的】揭示基于动物模型最佳线性无偏预测(animal model best linear unbiased prediction,AM-BLUP)的选择指数对杜洛克猪生长及繁殖性状的选育效果。【方法】在采用AM-BLUP方法估计个体目标性状育种值基础上,以达100 kg体质量日龄(相对权重0.7)和100 kg活体背膘厚(相对权重0.3)为主选性状构建选择指数,对1个闭锁的杜洛克猪群开展持续7年(2013—2019年)的选育,系统分析选育期间猪群6个生长及繁殖性状表型值、估计育种值(estimated breeding value,EBV)、选择指数及近交系数的变化。【结果】相较于2013年,2019年猪群达100 kg体质量日龄、100 kg活体背膘厚和30~100 kg料重比分别极显著缩短4.45 d、降低0.52 mm和降低0.05(P猪的总产仔数分别提高0.99头(P0.05),产活仔数分别提高0.72头和0.49头(P>0.05),21日龄窝重分别降低0.39 kg和提高6.20 kg(P>0.05);主选性状达100 kg体质量日龄和100 kg活体背膘厚的EBV分别极显著降低3.447和0.533(P猪的生产性状,但不同性状的具体选择进展会因其遗传特性的不同而异。

关键词：杜洛克猪动物模型最佳线性无偏预测生长性状繁殖性状选择进展

杜洛克猪PHKG1基因多态性及其与生产性状的关联性分析

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现代农业科技 2023年第8期 165-167,176页

作者：洪渊薛永钦薛宏烽邱定杰王秀爱阮国荣福建农业职业技术学院福建福州350119 福建省永诚华多种猪有限公司福建福州350319

PHKG1基因g.8283 C>A位点是影响猪肉糖原酵解潜能及系水力的因果突变位点。为评估该位点是否对其他生产性状有影响,采用RFLP技术检测该基因位点在153头杜洛克猪群体中的多态性,并分析不同基因型对体质量、日增重、背膘厚、眼肌面积及瘦... 详细信息

PHKG1基因g.8283 C>A位点是影响猪肉糖原酵解潜能及系水力的因果突变位点。为评估该位点是否对其他生产性状有影响,采用RFLP技术检测该基因位点在153头杜洛克猪群体中的多态性,并分析不同基因型对体质量、日增重、背膘厚、眼肌面积及瘦肉率的影响。结果表明:PHKG1 g.8283 C>A位点CC、AC、AA3种基因型频率分布分别为0.320、0.536、0.144,优势等位基因C的频率为0.588,劣势等位基因A的频率为0.412;PHKG1不同基因型对体质量、日增重、背膘厚、眼肌面积、瘦肉率均无显著影响(P>0.05)。据此,为提高肉质性状,在兼顾体型外貌及性能测定的前提下,可尽快提高优势等位基因C的频率。

关键词：杜洛克猪 PHKG1 多态性生产性状

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杜洛克猪精原细胞和支持细胞分化研究

杜洛克猪精原细胞和支持细胞分化研究

作者：高强西北农林科技大学

学位级别：硕士

睾丸是雄性动物获得并维持生育能力的基础,充分了解睾丸的发育特征对于理解精子发生和提高雄性动物生育力等至关重要。小鼠和人的睾丸发育特征及精子发生进程已经比较清楚,然而,猪的睾丸发育特征目前尚不清楚。因此,有必要探究猪睾丸发... 详细信息

睾丸是雄性动物获得并维持生育能力的基础,充分了解睾丸的发育特征对于理解精子发生和提高雄性动物生育力等至关重要。小鼠和人的睾丸发育特征及精子发生进程已经比较清楚,然而,猪的睾丸发育特征目前尚不清楚。因此,有必要探究猪睾丸发育的特征。本研究采集7、30、50、70、90、110、130、150和210日龄猪睾丸组织,借助组织形态学观察和免疫组织化学染色,探究了猪睾丸精原细胞和支持细胞的分化进程。主要研究结果如下:1.曲细精管的直径随着日龄的增加而逐渐增加,在110日龄后增加更快。在130日龄猪曲细精管首次观察到精母细胞及圆形精细胞;在150日龄,首次观察到精子和曲细精管管腔。2.在110日龄,性原细胞全部转移至曲细精管基部,标志着其完成向未分化精原细胞的转变。在110日龄,曲细精管中首次观察到UCHL1/VASA的细胞,标着着未分化精原细胞开始分化。通过UCHL1/Ki-67和c-kit/PCNA的免疫双荧光染色,发现在7日龄大部分性原细胞没有增殖特征,而多数c-kit阳性的性原细胞表现增殖特征;在30日龄以后,多数性原细胞和未分化精原细胞表现增殖特征,而所有c-kit阳性细胞也均表现增殖特征。3.猪睾丸未成熟支持细胞(AMH/SOX9)在110日龄成熟(AMH/SOX9)。曲细精管横切面中支持细胞数在7日龄和30日龄分别为17.6和22.6个,之后基本维持不变。曲细精管横切面中表现增殖特征的支持细胞(SOX9/PCNA)数在7,30,50,70,90日龄分别为13.5,6.6,8.2,5.8,1.0个,其后为0。综上,本研究探究了精原细胞及支持细胞分子标记物在猪睾丸中的动态变化,探明了精原细胞和支持细胞的分化特征。本研究可为深入阐明猪精子发生进程提供理论参考。

关键词：精原细胞支持细胞增殖分子标记杜洛克猪

利用16SrRNA基因测序探究杜洛克猪眼肌厚与粪便微生物的关系

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基因组学与应用生物学 2022年第1期41卷 1-11页

作者：程锋司景磊梁靓陈奎蓉田威龙莫家远吕冬玲刘笑笑李月月兰干球梁晶广西大学动物科学技术学院南宁530004

为了探究猪眼肌厚(loin muscle thickness,LMT)与宿主粪便微生物之间的关系,本研究测定了91头杜洛克猪的校正100 kg眼肌厚。根据LMT排序并选择其中最极端的20头个体,包括最高眼肌厚(highest-loin muscle thickness,H_LMT)10头和最低眼肌... 详细信息

为了探究猪眼肌厚(loin muscle thickness,LMT)与宿主粪便微生物之间的关系,本研究测定了91头杜洛克猪的校正100 kg眼肌厚。根据LMT排序并选择其中最极端的20头个体,包括最高眼肌厚(highest-loin muscle thickness,H_LMT)10头和最低眼肌厚(lowest-loin muscle thickness,L_LMT)10头,应用16S rRNA基因高通量测序技术,分析高低组个体粪便中微生物的物种组成、多样性及预测功能的差异。结果表明:杜洛克猪粪便微生物中存在2个优势菌门分别为Firmicutes、Bacteroidetes;存在4个优势菌属分别为Prevotella、Lactobacillus、norank_f_Ruminococcaceae和norank_f_Lachnospiraceae。两组间粪便微生物组成的α多样性差异不显著,门和属水平的微生物主坐标分析(principal coordinate analysis,PCoA)也未能依据眼肌厚差异有明显区分,但两组间在微生物组成上存在显著差异的菌属。属水平上,H_LMT组个体粪便中norank_f_Enterobacteriaceae、Enterococcus和Coprobacillus的相对丰度较高,而norank_f_S24_7、norank_o_Bacteroidales、norank_f_Mogibacteriaceae、YRC22、norank_f_Peptostreptococcaceae、norank_f_Leuconostocaceae、02d06和Corynebacterium相对丰度显著低于L_LMT组个体。通过KEGG和COG功能预测分析,发现H_LMT和L_LMT组粪便微生物在碳水化合物运输和代谢、氨基酸转运和代谢、转录、核糖体结构和生物发生等功能上高度富集。本研究为探究猪粪便微生物的组成与眼肌厚性状间的关联提供一定的基础,也为进一步深入研究肠道菌群与动物生长性能的关联提供理论依据。

关键词： 16S rRNA基因测序肠道微生物眼肌厚杜洛克猪

杜洛克猪与陆川猪正反杂交对F1代后备猪生长发育的影响

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黑龙江畜牧兽医 2021年第17期 61-65页

作者：覃兆鲜农素群邓冬明梁旦马青艳陈钊陈宝剑谢炳坤广西壮族自治区畜牧研究所广西家畜遗传改良重点实验室南宁530001 荔浦市农业农村局广西荔浦546600

为了研究杜洛克猪与陆川猪正反杂交对F1代后备猪生长发育的影响,试验利用杜洛克猪与陆川猪进行了正反杂交试验,测定了F1代杜陆猪和陆杜猪的体重、体长、体高、胸围、腹围等指标,计算了日增重和料重比。结果表明:杜陆猪和陆杜猪的体长在... 详细信息

为了研究杜洛克猪与陆川猪正反杂交对F1代后备猪生长发育的影响,试验利用杜洛克猪与陆川猪进行了正反杂交试验,测定了F1代杜陆猪和陆杜猪的体重、体长、体高、胸围、腹围等指标,计算了日增重和料重比。结果表明:杜陆猪和陆杜猪的体长在4~8月龄增长最快;体高在4~8月龄增高最快,8~12月龄增高缓慢;胸围和腹围在4~6月龄、10~12月龄增长最快;4~6月龄陆杜猪体高显著高于杜陆猪(P0.05);3~8月龄F1代杜陆猪平均日增重为500.72 g,陆杜猪平均日增重为379.18 g,两者比较日增重和料重比均差异显著(P0.05)。说明杜洛克猪与陆川猪进行正反杂交后,杂交F1代在整个生长发育阶段的生长发育指标均保持稳定。

关键词：陆川猪杜洛克猪正反杂交生长发育 F1代

杜洛克猪采食行为性状与其肠道菌群的相关性研究

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杜洛克猪采食行为性状与其肠道菌群的相关性研究

作者：高九昱广西大学

学位级别：硕士

采食是动物摄取能量的主要途径,直接影响个体的生长发育。猪的采食行为受到诸多因素的影响,深入研究采食行为性状及其调控机制对种猪选育、优化营养与管理方案以及提高猪只生长性能具有重要意义。肠道菌群是影响机体营养代谢、免疫水平... 详细信息

采食是动物摄取能量的主要途径,直接影响个体的生长发育。猪的采食行为受到诸多因素的影响,深入研究采食行为性状及其调控机制对种猪选育、优化营养与管理方案以及提高猪只生长性能具有重要意义。肠道菌群是影响机体营养代谢、免疫水平、生理调节甚至行为模式的重要因素之一,其组成结构受到宿主肠道营养环境的影响。研究肠道菌群与猪采食行为的关联,可能为调控猪采食性状并提高生产性能提供借鉴。为了研究杜洛克猪采食行为各性状之间的相关,筛选与平均每日采食量(ADFI)、平均每日采食次数(NVD)、平均每日采食时间(TFD)、平均每次采食量(FIV)、平均每次采食时间(TV)和采食速度(FR)共6个采食行为性状相关的肠道微生物,揭示非遗传因素和环境因子对采食行为性状表型及肠道菌群组成的影响,比较不同平均日采食量个体的微生物功能并探究不同性别和测定阶段的杜洛克猪肠道菌群组成差异,本研究在获得204头90～160日龄杜洛克猪的采食行为性状表型数据的同时,对90和160日龄个体的肠道微生物进行16S rRNA测序,并对平均日采食量差异个体进行微生物宏基因组测序。对获得的表型数据和测序数据进行了分析。主要结果如下:(1)对204头杜洛克猪的ADFI、TFD、NVD、FIV、TV、FR进行非遗传因素及相关性分析。结果表明,性别对ADFI性状有显著影响,出生胎次效应对ADFI、NVD、TFD、FR性状有显著影响,气候仅对FIV性状具有显著影响,出生季节对ADFI、FIV、FR、TFD、NVD性状均有显著影响。ADFI与FIV、FR均呈中度正相关;NVD与FIV、TV均呈高度负相关;FIV与TV呈中高程度正相关,与FR呈中低程度正相关;TFD与FR呈中度负相关。(2)对180头90日龄的杜洛克猪粪便微生物进行16S rRNA基因高通量测序分析。环境因子分析发现,出生季节、栏位、气候和同窝仔猪数对肠道微生物的组成具有显著影响。肠型分析结果表明,初测时期的杜洛克猪肠道菌群可分为Lactobacillus肠型和Clostridium sensu stricto＿1肠型,肠型对微生物α多样性有显著影响。通过表型高低组差异分析,鉴定到了与各表型显著相关的微生物标志物,其中Clostridium sensu stricto＿1与ADFI和NVD关联,Turicibacter与NVD、FIV和ADFI关联,Megasphaera与NVD、FIV、TFD和ADFI关联。通过通路富集分析发现,微生物关联功能通路的48%与代谢过程相关。(3)对ADFI性状的高低组共10头杜洛克公猪的肠道菌群进行了宏基因组测序分析。菌群结构分析发现,胎次和栏位因素显著影响肠道菌群的结构。物种差异分析显示,s＿Lactobacillus＿johnsonii和Clostridium＿sp.＿CAG:226可作为区分ADFI高低组的微生物标志物。功能差异分析显示,糖苷水解酶预测丰度在HADFI组中更高,HADFI组富集到更多以糖代谢与脂肪酸合成相关的通路,LADFI组富集到更多与脂肪酸降解和三羧酸循环相关的通路。(4)对不同性别、不同采样日龄和不同品种的个体进行了微生物组成比较分析。结果发现,不同测定阶段的个体,肠道菌群组成差异显著。不同性别的个体,肠道菌群组成较为相似。Firmicutes和Bacteroidetes是组成初测时期公猪粪便微生物的主要菌门,其相对丰度在杜洛克和长白猪群体间呈现极显著差异。

关键词：杜洛克猪采食行为日采食量肠道菌群 16s rRNA基因宏基因组