17号染色体影响杜长大三元杂交猪胴体长的主效位点的精细定位及候选基因研究

来源 :江西农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qinghuawuqiong
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众所周知,猪的体型或体尺大小与产肉量关系密切,甚至影响繁殖性能和疾病易感性,因此,体型或体尺性质是重要的经济性状。猪的体型主要受遗传因素控制,具有中度以上的遗传力(h2>0.5)。然而,目前人们对猪体型遗传机理的认识还很有限。本研究先采用全基因组关联分析方法(GWAS)鉴别主流商品猪杜长大体长的基因位点(QTL),再针对其中效应最大的17号染色体(SSC17)QTL展开精细定位、候选基因研究及转录组分析,以期解析该QTL作用于体型的分子机理。本实验室先后屠宰测定了两批各600多头杜长大三元杂交群体的胴体性状。我们先用猪60K SNP芯片扫描了第一批610头杜长大群体,通过GWAS分析,共检出8个影响胴体直长(CSL)和胴体斜长(CDL)显著关联SNP位点(P<1×10-5),分布于14和17号染色体上。其中最显著的关联SNP为ALGA0093437(P=1.64E-07),位于SSC17的16.76Mb处。该SNP也是与颈椎总长最强关联的位点,但它不影响椎骨数目,提示该基因位点很有可能通过改变椎骨长度来影响体长。而且,此QTL区域还包含了显著影响胴体重和体重指数(BMI)的关联信号。我们在第二批杜长大群体中验证了SNP ALGA0093437对体长的影响效应。为进一步精细定位SSC17 QTL,我们从这两个群体中挑选了500个体长表型极端个体,并在该QTL 1.2Mb区间内新增191个SNP用于检测所选个体基因型。通过区域关联分析,鉴别到最显著位点sn3154(P=5.22E-23),它远比原GWAS最高点ALGA0093437显著,采用LOD值下降4的方法,将QTL置信区间确定为360kb范围。通过比较最高点sn3154的三种基因型的表型均值,发现其有利基因A呈显性效应或不完全显性效应,其携带者(AG和AA)的体长较不携带者(GG)的体长多58cm左右。A等位基因在杜洛克,大白,长白及其三元杂交猪的频率分别是0,0.038,0.781和0.22。这些结果表明该QTL对西方商业猪种体长分子选育具有广泛和重要的应用价值。该QTL正好处于一个基因荒漠区,只包含一个BMP2基因,它的主要作用是促进软骨和骨骼的形成,故是首选的关键基因。通过比较测序,在BMP2全长DNA序列上发现了56个突变位点,其中外显子上仅有一个错义突变(g.11927 T>C)。然而,用tmhmm软件预测发现该错义突变对蛋白质的结构和理化性质无明显的影响,而且关联分析也未发现该位点对表型有显著影响,所以可以排除它作为因果突变的可能性。为深入分析QTL对骨骼发育的调节作用,我们挑选胴体体长相对长和短两组(5头/组)个体的软骨样进行转录组测序。结果检测到这两组的共有20个差异表达基因(DEG),其中包括BMP2;GO分析发现DEG主要与生长发育过程有关,而且KEGG分析进一步表明DEG在TGF-beta通路中显著富集,因BMP2基因恰好是转化生长因子TGF-beta超家族中的的一员,因此以上结果佐证了BMP2为影响胴体长SSC17 QTL的因果基因。本研究极大地缩短了SSC17 QTL的置信区间,初步确定BMP2为因果基因,并提示该QTL效应是由BMP2基因的调节突变所导致的,为最终鉴别因果突变奠定了重要基础。
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