9個(gè)中外豬品種全基因組選擇區(qū)域及拷貝數(shù)變異分析.pdf

1、人類對(duì)野豬的馴化開(kāi)始于大概一萬(wàn)年前，在馴化過(guò)程中，氣候，環(huán)境及人類需求和選擇方式的不同都對(duì)豬的不同品種形成產(chǎn)生了重要影響，使得不同地區(qū)的家豬在外貌及行為特征具有較大的差異。有證據(jù)顯示，亞洲和歐洲大陸上野豬到家豬的馴化相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程，使得兩個(gè)地區(qū)的豬品種在生產(chǎn)性能和體型等方面都存在明顯的差異。因此，利用基因組SNP芯片對(duì)中外豬品種的全基因組遺傳變異進(jìn)行分析，研究品種在形成過(guò)程中基因組上留下的選擇信號(hào)，通過(guò)品種間選擇信號(hào)差異的分析來(lái)研究中外

2、品種的遺傳差異，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)控制某些性狀的基因，可以最終揭示中外豬品種表型差異的遺傳基礎(chǔ)。本研究利用Illumina公司的Porcine SNP60 Beadchip對(duì)中外豬品種進(jìn)行SNP分型，并結(jié)合已公布的中國(guó)和歐洲野豬數(shù)據(jù)，對(duì)中外豬品種基因組上是選擇區(qū)域和拷貝數(shù)變異進(jìn)行分析，并對(duì)區(qū)域內(nèi)的基因進(jìn)行功能分析。主要如下:
　　(1)本研究利用6個(gè)國(guó)內(nèi)品種（通城豬、萊蕪豬、陸川豬、巴馬小型豬、寧鄉(xiāng)豬和五指山小型豬）、3個(gè)國(guó)外品種（大白豬

3、、長(zhǎng)白豬和杜洛克豬）的Porcine SNP60Beadchip對(duì)及下載獲得的7頭中國(guó)野豬和6頭歐洲野豬測(cè)序數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，對(duì)中外品種進(jìn)行了群體結(jié)構(gòu)分析，構(gòu)建了Neighbor-Joining Tree，驗(yàn)證了亞洲豬與歐洲豬的馴化是相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程，但也存在一定的遺傳交流。在中國(guó)品種內(nèi)部，通城豬與寧鄉(xiāng)豬遺傳距離較近，陸川豬、巴馬香豬和五指山豬遺傳距離較近。
　　(2)對(duì)中外豬種選擇區(qū)域進(jìn)行分析比較，發(fā)現(xiàn)中國(guó)地方豬種兩者在基因組上的選

4、擇區(qū)域存在較少重疊，并且與3個(gè)西方豬品種間存在共同選擇區(qū)域不同，中國(guó)地方豬品種間基因組選擇區(qū)域也較分散，說(shuō)明中國(guó)地方豬和西方豬在馴化過(guò)程中的受選擇模式并不相同。
　　(3)對(duì)中國(guó)豬種選擇區(qū)域分析發(fā)現(xiàn)，在1號(hào)、6號(hào)、8號(hào)、13號(hào)和14號(hào)染色體上檢測(cè)到較強(qiáng)的選擇信號(hào)。選擇區(qū)域內(nèi)的基因主要與免疫、應(yīng)激等功能有關(guān)，進(jìn)一步揭示了中國(guó)地方豬的具體馴化過(guò)程。
　　(4)在繁殖性狀方面，我們發(fā)現(xiàn)了與產(chǎn)仔數(shù)相關(guān)的ESR2基因，該基因上的G＞A

5、突變SNP位點(diǎn)等位基因頻率在中外豬種中存在較大差異，而另一個(gè)與繁殖相關(guān)的基因CALB1基因，其A＞C突變位點(diǎn)中國(guó)地方豬表現(xiàn)出與中國(guó)野豬不同的基因型頻率，中國(guó)野豬表現(xiàn)為純合的A等位基因型，而地方豬種則表現(xiàn)為較高甚至純合的C等位基因頻率，表明該突變可能是在馴化過(guò)程中產(chǎn)生的，并對(duì)地方品種的繁殖性能產(chǎn)生廣泛影響。
　　(5)本研究利用Illumina公司的Porcine SNP60 Beadchip對(duì)中外9個(gè)品種及1個(gè)雜交后代群體（杜洛克

6、豬×通城豬）共計(jì)302頭個(gè)體進(jìn)行CNV檢測(cè)，共得到1272個(gè)CNVs，合并基因組位置重疊的CNVs后，得到348個(gè)CNV區(qū)域（即CNVRs），其中有88個(gè)重復(fù)，243個(gè)缺失，17個(gè)重復(fù)缺失共存;根據(jù)得到的CNVR信息，結(jié)合他們?cè)?8條常染色體上的位置，繪制出豬全基因組CNVs圖譜;
　　(6)根據(jù)在SNP芯片中檢測(cè)到的個(gè)體數(shù)及染色體分布篩選12個(gè)CNVR(11個(gè)包含基因區(qū)域、1個(gè)非基因區(qū)域)進(jìn)行QPCR驗(yàn)證，結(jié)果顯示，12個(gè)區(qū)域中

7、的9個(gè)驗(yàn)證結(jié)果與利用SNP芯片檢測(cè)分析的CNVs結(jié)果相符合，驗(yàn)證成功率為75％;
　　(7)對(duì)CNVs區(qū)域內(nèi)的基因進(jìn)行Gene Ontology分析，發(fā)現(xiàn)主要參與細(xì)胞增殖、分化、粘附，主要涉及肌肉發(fā)育、脂肪代謝和免疫過(guò)程;
　　(8)對(duì)CNVs在各品種中的分布進(jìn)行分析，探索CNV分布在品種間的差異，發(fā)現(xiàn)中國(guó)地方豬種基因組中的拷貝數(shù)變異高于國(guó)外豬種，其中陸川豬、通城豬和萊蕪豬擁有更多的CNVR。
　　本研究通過(guò)SNP芯片