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嵊县花猪全基因组选择信号检测

中国畜牧杂志 2018年第10期54卷 41-46页

作者：陈究成彭静毛海光郭晓令潘玉春徐宁迎浙江大学动物科学学院浙江杭州310058 上海交通大学农业与生物学院上海200240

选择信号是生物群体在选择进化的过程中,由于选择作用使得生物群体表型特征发生变化的对应基因组信息。本研究基于嵊县花猪等10个中外地方猪品种共计517个个体全基因组测序数据,利用群体分化指数(F_(ST))和核苷酸多态性(θ_π)方法检测... 详细信息

选择信号是生物群体在选择进化的过程中,由于选择作用使得生物群体表型特征发生变化的对应基因组信息。本研究基于嵊县花猪等10个中外地方猪品种共计517个个体全基因组测序数据,利用群体分化指数(F_(ST))和核苷酸多态性(θ_π)方法检测嵊县花猪群体与浙江省其他地方猪种群体间以及与西方猪种群体间的选择信号,找到17个落入选择信号区域的候选基因。其中与浙江省地方猪群体相比,检测出候选基因9个,分别是SYT1、FAM135B、GLIS1、GALNT2、BIN1、LOC100627093、TG、SOX9、CH25H;与西方猪群体相比,检测出候选基因8个,分别是MGAT5、MAPK4K4、KSR2、RBP5、HDLBP、KCNE2、KIRREL3、BTBD11。这些候选基因在脂肪代谢、免疫、胚胎发育、消化代谢等通路中发挥重要的作用,说明嵊县花猪在耐粗饲、抗病力强、高繁殖力等性状上经历了人工选择,为研究嵊县花猪的群体特征提供了参考价值。

关键词：嵊县花猪地方猪二代测序选择信号候选基因

基于RAD-seq测序的狼山鸡基因组选择信号分析

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中国畜牧兽医 2020年第9期47卷 2706-2714页

作者：朱云芬殷建玫张吉发李国辉沈海玉薛倩张会永窦新红苏一军韩威江苏省家禽科学研究所扬州225125 如东县狼山鸡种鸡场南通226400

试验旨在分析狼山鸡基因组选择信号,发掘狼山鸡重要种质特性基因。采用简化基因组RAD-seq测序鉴定狼山鸡及其他18个地方鸡种基因组SNP标记,构建系统进化树阐明狼山鸡的遗传结构,采用ZHp选择信号检测方法鉴定狼山鸡基因组受选择区域(基因... 详细信息

试验旨在分析狼山鸡基因组选择信号,发掘狼山鸡重要种质特性基因。采用简化基因组RAD-seq测序鉴定狼山鸡及其他18个地方鸡种基因组SNP标记,构建系统进化树阐明狼山鸡的遗传结构,采用ZHp选择信号检测方法鉴定狼山鸡基因组受选择区域(基因)。结果显示,在狼山鸡中鉴定出320874个SNPs。19个地方鸡种总体上聚为五大类,与品种形成历史和区域分布基本一致。狼山鸡16个常染色体上的46个区域受到选择作用(ZHp选择基因,其中部分区域在遗传聚类同分支的安义瓦灰鸡(15个区域)、边鸡(14个区域)、大骨鸡(11个区域)和北京油鸡(13个区域)中也受到选择。GO分析结果显示,狼山鸡122个受选择基因显著富集在血细胞生成、转录调控、嗜酸性粒细胞趋化、骨化等生物学过程(P选择基因显著富集在心肌细胞肾上腺素能信号传导、Toll样受体信号通路、Ca2+信号通路、细胞质DNA传感通路、NOD样受体信号通路等(P选择作用主要体现在对狼山鸡刺激响应、先天免疫、代谢、神经系发育等方面的塑造。研究结果可为狼山鸡品种评价、保护及利用提供重要遗传信息。

关键词：狼山鸡简化基因组测序选择信号受选择基因功能分析

全基因组选择信号检测方法在家畜研究中的应用进展

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中国畜牧兽医 2016年第6期43卷 1641-1646页

作者：阿地力江.卡德尔刘雪雪杨敏玛哈巴.肉孜蒋琳马月辉中国农业科学院北京畜牧兽医研究所北京100193

长期的自然和人为选择使家畜品种经济性状得到了显著改善,其相关的基因组区域也发生了特定遗传变异。随着时间的推移部分基因多态性已经下降或消失,而在群体中保留包含单一单倍型的多个基因。这种基因组上特定区域基因多态性频率的变异... 详细信息

长期的自然和人为选择使家畜品种经济性状得到了显著改善,其相关的基因组区域也发生了特定遗传变异。随着时间的推移部分基因多态性已经下降或消失,而在群体中保留包含单一单倍型的多个基因。这种基因组上特定区域基因多态性频率的变异被称为选择信号。识别选择信号可以提供家畜驯化机制并进一步揭示表型相关的基因变异。目前,高密度SNP芯片及大规模重测序技术已成功应用于家畜选择信号鉴定研究。全基因组选择信号检测方法有等位基因频率检测法、连锁不平衡检测法和群体分化分析法。作者综述了全基因组范围内选择信号检测方法及其在家畜研究中的应用进展,为从事家畜育种及生物进化研究人员提供参考。

关键词：家畜驯化选择信号检测方法

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基因组水平的选择信号及其检测方法研究进展

家畜生态学报 2019年第5期40卷 1-6页

作者：王宇占赵毅强中国农业大学生物学院

在进化过程中,自然或人工选择在基因组上留下了各种选择信号的印迹。探究不同物种或同一物种不同种群之间的选择信号有助于我们研究物种的进化历史,筛选优势等位基因并应用于遗传育种之中。本文详细介绍了各种经典的选择信号检测方法及... 详细信息

在进化过程中,自然或人工选择在基因组上留下了各种选择信号的印迹。探究不同物种或同一物种不同种群之间的选择信号有助于我们研究物种的进化历史,筛选优势等位基因并应用于遗传育种之中。本文详细介绍了各种经典的选择信号检测方法及其适用场景,并讨论了各自的优缺点和未来的发展方向。

关键词：选择信号单核苷酸多态性生物进化

基于选择信号分析揭示皮特兰和杜洛克品种间平行选择的遗传基础

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基于选择信号分析揭示皮特兰和杜洛克品种间平行选择的遗传基础

作者：彭夏华中农业大学

学位级别：硕士

猪重要经济性状的遗传改良是育种工作者的长期目标,根据市场需求的变化,人类根据猪的肉质性状、繁殖性状、生长性状和胴体性状对不同品种的猪进行选种选育,培育出了具有不同生产特点的猪品种。现代商品猪大多数采取三元杂交的方式进行生... 详细信息

猪重要经济性状的遗传改良是育种工作者的长期目标,根据市场需求的变化,人类根据猪的肉质性状、繁殖性状、生长性状和胴体性状对不同品种的猪进行选种选育,培育出了具有不同生产特点的猪品种。现代商品猪大多数采取三元杂交的方式进行生产,而皮特兰和杜洛克则以其生长速度快、胴体瘦肉率高等特点在现代猪杂交体系中作为终端父本使用,这是长期人工选择的结果。长期育种工作所带来的的选择作用会在猪基因组上留下相关的选择信号“痕迹”,针对这些选择信号研究可发现与猪繁殖性状和肉质性状相关的基因,解析杜洛克猪和皮特兰猪均能作为终端父本使用的遗传基础。本研究利用376头皮特兰、1290头不同亚群杜洛克的50K SNP芯片数据和25头皮特兰、27头杜洛克的高通量测序数据,通过计算经典选择信号统计量:群体内选择信号i HS(integrated haplotype homozygosity score)统计量、群体间选择信号Fst(Fixation index)和△AF(Allelic Frequency,等位基因频率差)统计量,分别对芯片数据和测序数据进行分析,筛选杜洛克和皮特兰之间的平行选择显著候选区域,并对其进行功能注释,筛选与猪繁殖和肉质性状相关的选择信号;此外,本研究利用猪全基因组KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)数据库,通过芯片数据和测序数据计算的i HS统计量在全基因组范围内构建基因网络,通过最高分子网络HSS(Highest Scoring Subnetwork)的检测筛选出显著的且与猪重要性状相关的候选基因和通路。研究结果如下:(1)本研究利用50K芯片数据,采取经典选择信号检测方法,在杜洛克和皮特兰群体之间检测到与精子发生相关(FAM170A、KLHDC3、MEA1)和脂肪沉积相关(SOAT1、ACSL5、PLCB4)等平行选择信号;在不同品系杜洛克间检测到与受精过程相关(SPACA3)和与肉质相关(GPD1、CERS5、ADIRF、ITPR1)等平行选择候选基因;采用基因网络筛选方法,在杜洛克和皮特兰间筛选得到6条生物学通路和29个候选基因;在不同品系杜洛克中筛选得到1条生物学通路和9个候选基因。其中包括与猪繁殖性状相关的(ITGB1、CD44)和脂肪沉积相关的(VWF)等候选基因。(2)本研究利用高通量测序数据,采取经典选择信号检测方法,在皮特兰和杜洛克间筛选得到22个平行选择候选区域以及与猪繁殖性状相关(TJP3、FZR1、CPEB1、NSUN7)和与猪脂肪特征相关(LRP1B、STK39、SC5D、SORL1)的多个平行选择候选基因;采用构建基因网络的方法,在皮特兰和杜洛克间筛选得到4条生物学通路和120个候选基因,包括与猪精子生成有关(ITGB1、PLCZ1)和猪脂肪沉积相关(TNC、PDE4B、AMPD1、AK4、AK5、INPP5K、PIK3C3)等平行选择信号。本研究利用芯片和测序数据分别进行了杜洛克和皮特兰不同亚群之间的平行选择信号检测,均检测到了一定数目的平行选择候选基因,结果证明测序数据分析补充了芯片数据分析的不足,而基因网络分析则补充了经典选择信号检测方法的不足。

关键词：皮特兰杜洛克选择信号平行选择 SNP芯片全基因组重测序基因网络

基于基因组重测序的地方畜禽选择信号研究进展

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中国畜牧杂志 2020年第9期56卷 41-45页

作者：冯韶华李尚刘刁芦春莲曹洪战河北农业大学动物科技学院河北保定071000

选择信号是畜禽进化过程中遗留在基因组上的遗传印记,探究种群间选择信号的特征有助于了解种群遗传进化和选择进展,将正向选择应用于育种可提高育种进程。重测序等相关分子技术的发展为研究基因组进化影响表型提供了方法和机会。本文综... 详细信息

选择信号是畜禽进化过程中遗留在基因组上的遗传印记,探究种群间选择信号的特征有助于了解种群遗传进化和选择进展,将正向选择应用于育种可提高育种进程。重测序等相关分子技术的发展为研究基因组进化影响表型提供了方法和机会。本文综述了基于基因组测序技术的地方畜禽在长期驯化中的选择信号,为地方畜禽的进化发展研究提供了理论基础。

关键词：地方畜禽选择信号重测序

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基于重测序的深县猪群体结构和选择信号研究

黑龙江畜牧兽医 2021年第16期 35-37,42,148页

作者：冯韶华李尚刘刁芦春莲曹洪战河北农业大学动物科技学院河北保定071000

为了鉴定深县猪的遗传结构和特有的选择区域,试验采集5头黄瓜嘴和5头五花头深县猪的耳组织提取基因组进行基因组重测序,与NCBI数据库中9头大白猪的基因组全序列进行对比分析,采用主成分分析和群体遗传结构分析研究深县猪和大白猪两个品... 详细信息

为了鉴定深县猪的遗传结构和特有的选择区域,试验采集5头黄瓜嘴和5头五花头深县猪的耳组织提取基因组进行基因组重测序,与NCBI数据库中9头大白猪的基因组全序列进行对比分析,采用主成分分析和群体遗传结构分析研究深县猪和大白猪两个品种的遗传关系,并通过遗传分化指数(Fst)和核酸多样性(θπ)分析,筛选相对于大白猪群体深县猪群体基因组中受到选择的区域。结果表明:深县猪和大白猪两群体具有独立的遗传背景,两个品种猪的基因组交流较少;深县猪群体内部存在分化,有两个品系。深县猪共有1509个受选择的位点,筛选到19个差异基因(CXCL8、GLRB、CD180、TMOD2、AFP、ALB、RASSF6、AMBN、CSN2、CSN3、DMTF1、IGFBP7、IMPAD1、NAP1L4、NPY1R、ODAM、SLC4A4、WDR5、AFM),分别被富集到哺乳、含牙质的牙齿发育、体液分泌、宿主交互、G蛋白偶联受体介导的信号传导、牙齿发育、神经肽信号通路、乳腺发育、化学突触传导、顺行突触信号GO条目上。说明深县猪群体具有丰富的遗传多样性,遗传结构相对独立,筛选的选择区域能够为深县猪遗传改良提供参考依据。

关键词：深县猪重测序群体结构主成分分析选择信号

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深县猪全基因组选择信号检测分析

中国畜牧杂志 2021年第10期57卷 135-139页

作者：刘刁芦春莲李尚贾梦雨任丽琴李赛曹洪战河北农业大学动物科技学院河北保定071000 张家口市万全区水产技术推广站河北张家口0762503 河北正农牧业有限公司河北辛集052360

本研究旨在通过基因组重测序技术从分子层面深入了解地方猪种深县猪的种质遗传特性。实验以10头深县猪和10头梅山猪作为研究对象进行全基因组重测序,采用滑动窗口方法进行群体选择信号分析,结合群体遗传分化指数(Fst)和核酸多样性(θπ)... 详细信息

本研究旨在通过基因组重测序技术从分子层面深入了解地方猪种深县猪的种质遗传特性。实验以10头深县猪和10头梅山猪作为研究对象进行全基因组重测序,采用滑动窗口方法进行群体选择信号分析,结合群体遗传分化指数(Fst)和核酸多样性(θπ)2种参数筛选出受选择位点,调取相应的基因,并进行生物信息学分析。研究结果表明,深县猪独有的SNP变异位点有21 602 538个,对受选择区域筛选后得到受选择位点580个,定位于23个基因。GO和KEGG富集结果显示,与深县猪肉质、繁殖及免疫相关的候选基因有7个,这些候选基因通过参与激素合成、卵细胞成熟、脂质代谢以及免疫等信号通路发挥作用。基于全基因组重测序技术对候选基因的挖掘为揭示深县猪遗传特性以及保种选育工作的开展提供了参考。

关键词：深县猪基因组重测序 SNP 选择信号候选基因

基于湖羊重测序数据的全基因组选择信号检测及与繁殖性状相关候选基因鉴定

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基于湖羊重测序数据的全基因组选择信号检测及与繁殖性状相关候选...

作者：谢锐南京农业大学

学位级别：硕士

湖羊是一种中国著名本地绵羊品种,因其优秀的繁殖性能而闻名世界。家养动物在长期的驯化、自然选择和人工选择的过程中,会在基因组上留下一些选择的印记,被称为选择信号(selection signature)。通过研究家养动物基因组上的选择信号,鉴... 详细信息

湖羊是一种中国著名本地绵羊品种,因其优秀的繁殖性能而闻名世界。家养动物在长期的驯化、自然选择和人工选择的过程中,会在基因组上留下一些选择的印记,被称为选择信号(selection signature)。通过研究家养动物基因组上的选择信号,鉴定基因组上受到选择的基因组区域,可以直接挖掘到一些与受选择性状相关的候选基因,这也是目前最重要的功能基因研究方法之一。寻找与湖羊高繁殖力性状相关的候选基因对于湖羊的育种是必不可少的。为了鉴定湖羊基因组上受选择的基因组区域和与繁殖性状相关的候选基因,本研究利用206只湖羊雌性个体,群体平均测序深度为6X的全基因组重测序数据,针对湖羊繁殖性状进行全基因组选择信号检测。同时,利用湖羊现有的两胎次的产羔数表型数据进行全基因组关联分析。本研究旨在利用全基因组关联分析和选择信号这两种方法挖掘与湖羊繁殖性状相关候选基因,具体的研究内容如下:(1)本研究通过3种不同的选择信号检测方法,ROH(Runs of homozygosity)、iHS(integrated haplotype homozygosity score)和 CLR(composite likelihood ratio)来检测湖羊基因组上的选择信号。并且三种选择信号检测方法中至少有2种方法鉴定到的公共基因组区域才会被当做湖羊基因组上受正向选择的候选区域,并注释候选区域中的功能基因。本研究在湖羊基因组上一共鉴定到9973个ROH片段,平均在每个湖羊个体鉴定到的ROH数目为48.41±2.67个,平均每个湖羊个体鉴定到的ROH长度为22.00±1.40 Mb。湖羊基因组上ROH的长度可以反映湖羊的近交历史。本研究中未在湖羊基因组上鉴定到大于20 Mb的长ROH片段,表明湖羊可能在最近世代经历的近交较弱。通过对ROH检验中鉴定到的高频ROH区域结果和iHS检验以及CLR检验鉴定到的候选区域结果进行整理,本研究中被三种选择信号检测方法中至少一种方法鉴定到的基因组区域长度为88.54Mb,占湖羊基因组常染色体的比例为3.62%。其中,ROH检验和iHS检验这两种方法一共鉴定到长度为5.56 Mb的重叠基因组区域,iHS检验和CLR检验这两种方法一共鉴定到长度为0.5 Mb的重叠基因组区域。但是ROH检验和CLR检验这两种方法未鉴定到重叠基因组区域。被三种选择信号方法中至少两种方法鉴定到的基因组区域一共有10个,总长度为6.06 Mb,这10个基因组区域被作为本研究鉴定到的湖羊基因组上受正向选择的候选区域。对这些鉴定到的受正向选择基因组区域进行功能基因注释表明湖羊多个经济性状受到了强烈的选择,尤其是繁殖性状。本研究在10个候选基因组区域中一共鉴定到92个功能基因,其中与湖羊繁殖性状相关的候选基因包括位于4号染色体上的HIBADH基因和HOXA家族基因(HOXA13,HOXA11,HOXA5,HOXA4,HOXA2,HOXA10,HOXA9,HOXA3,HOXA1基因),位于6号染色体上的H2AFZ基因和BMPR1B基因,以及位于10号染色体上的RNF17基因和位于13号染色体上的GNRH2基因;与皮毛发育性状相关的基因包括位于6号染色体上的LAMTOR3基因和4号染色体上的HOXA基因家族(HOX44,HOXA5,HOXA13基因);与免疫相关的基因包括位于6号染色体上的DAPP1基因;与采食量和能量平衡相关的基因包括位于13号染色体上的NPBWR2基因。(2)利用EMMAX软件基于混合线性模型来进行产羔数性状全基因组关联分析研究,根据Q图结果显示,本研究使用的混合线性模型对湖羊不同胎次产羔数性状进行GWAS分析的研究结果是可靠的,但并未发现与产羔数相关的显著性SNP位点。综上所述,以上研究结果为理解湖羊高繁殖力性状的遗传机制提供了机理性的认识,鉴定到的与湖羊繁殖性状相关的候选基因可以为湖羊进一步的标记辅助选择和基因组育种提供科学参考。

关键词：重测序选择信号全基因组关联分析候选基因湖羊