策勒黑羊多胎性状全基因组关联分析
策勒黑羊具有常年发情、繁殖率高、性成熟早等优良特性,充分挖掘该绵羊品种与多胎性状相关基因,提高其多胎性能是南疆绵羊种质资源保护和改良的关键。本研究基于Illumina Ovine SNP50K bead chip筛选策勒黑羊多胎性状相关候选基因,初步得到相关基因有:TBC1D5、FGF17、FANCF等;对筛选到的基因进行多态性分析及不同基因型与产羔数的关联分析,初步验证的基因是:TBC1D5。本研究为策勒黑羊的种质资源保护及其繁殖性能的提高提供了参考。试验一基于Ovine SNP 50K芯片分析策勒黑羊繁殖性状的遗传规律为筛选策勒黑羊繁殖性状相关分子标记和基因。本研究以100只无亲缘关系的策勒黑羊为研究对象,基于Illumina Ovine SNP 50K bead chip进行基因分型;用Plink 1.90对基因组数据进行质量控制;对有效SNPs计算哈代-温伯格值,选择从小到大排列后前1%的分子标记,参考绵羊基因组（Oar＿v4.0）进行注释,对注释到的基因进行GO和KEGG分析。结果表明:1)共获得480个SNPs,417个候选基因;2)繁殖性状相关的基因有SOX9、GTF2A1、GNAQ等13个。本研究解析了策勒黑羊繁殖性状的遗传规律,证明了策勒黑羊繁殖性状具有继续提高的潜力,为后续实验展开和对策勒黑羊保种、改良提供了分子水平的参考。试验二全基因组关联分析筛选策勒黑羊繁殖性状候选基因本研究利用Illumina Ovine SNP 50K bead chip对策勒黑羊进行SNP分型和全基因组关联分析。质控标准:1)排除个体和SNP缺失率≥0.01、2)最小等位基因频率（Minor allele frequency,MAF）≤0.05、3)哈代伯格平衡P值（Hardy-Weinberg equilibrium,HWE）≤10-6。质控后,使用混合线性模型（MLM）对产羔数和窝重进行全基因组关联分析（GWAS）。参考绵羊基因组Oar＿v4.0对筛选出的SNP位点进行基因注释。使用GO和KEGG分析候选位点生物学功能。在染色体1,2,3,5,7,8,10,16,17,18,19,21和25上共检测到23个与产羔数显著相关的位点。在染色体1,2,4,5,6和10上共检测到14个与窝重显著相关的位点。分别获得与产羔数相关基因43个,与窝重相关基因17个。其中TBC1D5控制人类同卵双胞胎性别分化;FGF17调节雌二醇和孕酮的分泌并促进颗粒细胞的分化;PLOD2通过调节促性腺激素调节垂体中的促性腺激素基因;BMPR1A参与原始卵泡的存储和发育。试验三候选基因SNP位点验证及其基因型与产羔数的关联分析基于全基因组关联分析的结果,为研究TBC1D5基因与策勒黑羊产羔数的相关性,本实验采用PCR产物直接测序法检测到了TBC1D5在策勒黑羊中的多态性。结果:在g.328889 bp处发生GC突变,基因型GG为优势基因型,频率为88%,优势等位基因G频率为87%,该位点与策勒黑羊产羔数的关联分析结果表明g.328889 G＞C与产羔数（P=0.03）显著正相关,且GG基因型个体比GC基因型个体平均产羔数多0.33只。因此,GG基因型可以作为策勒黑羊产羔数性状的分子标记。综上,本实验基于Illumina Ovine SNP 50K Bead chip对策勒黑羊多胎性状进行全基因组关联分析,共获得与产羔数相关候选基因47个。对TBC1D5基因进行SNP群体验证,证明TBC1D5基因g.328889 G＞C位点突变与策勒黑羊产羔数为显著正相关。为策勒黑羊分子标记辅助选育奠定基础,并对该品种扩繁和改良提供了分子依据。
- 作者：
- 郑浪漫
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2023年
- 导师姓名：
- 刘书东
- 中图分类号：
- S826
- 关键词：
- 全基因组关联分析；多胎性状；策勒黑羊
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- 基金项目：
- 国家自然科学基金项目（项目编号:32060743）课题主持人:刘书东副教授%自治区农区高效肉羊繁育推广技术体系项目（项目编号:xjnqry-g-2023）课题主持人:刘书东副教授%兵团财政科技计划（项目编号:2022CB001-09）课题主持人:刘书东副教授