科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
【目的】试验旨在对肃南牦牛进行群体遗传结构、选择信号分析和连续纯合片段(ROH)检测，挖掘肃南牦牛的种质特性相关基因。【方法】选择肃南牦牛、巴州牦牛、斯布牦牛、九龙牦牛和天祝白牦牛5个牦牛品种共计48头牦牛进行全基因组重测序，采用基因组变异检测流程(GATK)获得高质量的单核苷酸多态性(SNP)标记进行下游分析；对5个牦牛品种的基因型数据进行主成分分析、祖先成分分析和系统进化树分析以确定其群体结构；对5个牦牛群体进行ROH检测以及近交系数计算；采用综合单倍型评分(iHS)方法筛选共有高频ROH区域内受选择位点。【结果】5个牦牛品种共鉴定出15 092 883个SNPs,主要分布于内含子区域。亲缘关系计算结果显示，所有个体均不存在三代以内亲缘关系，满足后续分析要求。主成分分析表明，5个牦牛品种可以显著地分为5个类群，其中肃南牦牛群体内遗传变异较小。群体结构分析显示，肃南牦牛包含其他4种牦牛祖先成分，其中天祝白牦牛祖先成分所占的比例最大。ROH分析显示，5个牦牛品种共检测到8 426个ROHs片段，其中高频ROH区域421个。相比于其他4个牦牛品种，肃南牦牛的ROH片段总长度和数目最多，具有较高的连锁程度，其近交系数远大于其他牦牛群体。在肃南牦牛高频ROH区域上注释得到465个候选基因，主要富集到与机体发育、大脑形态形成、脂肪氧化相关的通路，包括胚胎骨骼系统形态发生、前后模式规范、甲状腺发育通路和Hippo通路，其中与胚胎发育及组织分化过程相关的基因有同源框A3(HOXA3)、HOXA5、HOXD3,与肉品质相关的基因有花生四烯酸12B(ALOX12B)、ALOX15B、ALOXE3,与中脑发育相关的基因为成纤维细胞生长因子8(FGF8)。在7号染色体1个高频ROH区域中(Chr7:12 661 870-13 045 935)鉴定到3个共享基因(核内不均一性核糖核蛋白K(HNRNPK)、驱动蛋白27(KIF27)、G激酶锚定蛋白1(GKAP1))与牦牛共有的高原适应性有关。对共有高频ROH区域内的位点进行iHS分析，鉴定到的受选择基因主要与抗病性、内质网分泌蛋白加工及细胞周期调节相关，包括N-α乙酰转移酶25(NAA25)、内质网分子伴侣29(ERP29)、跨膜蛋白16(TMEM116)、TRAF型锌指结构域蛋白1(TRAFD1)、HECT结构域E3泛素连接酶4(HECTD4)基因。【结论】本研究从全基因组水平系统评估肃南牦牛的遗传多样性和遗传背景，鉴定了肃南牦牛ROH区域内与表型相关的基因，并重点挖掘了与其他牦牛品种共享高频ROH区域内的受选择基因，为肃南牦牛种质资源开发、利用提供了重要理论依据。
- 出版日期2022
- 单位中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所
