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遗传学与生物信息学紧密结合去精确定位染色体的功能区域是现代生物学的重大挑战之一。随着鸡基因组全序列测序工作的完成,运用生物信息学方法分析鉴别得到生产育种实践过程中起重要作用的各种基因或突变将成为现实,同时也将成为重要的研究目标。性连锁基因由于其伴性遗传的特殊性,在家鸡生产过程中具有巨大的实用价值。其经过数千年的选择性育种,品种之间出现了明显分化,表型变异可比拟自然状态下的种间变异。当前,生物信息学的分析方法大多只应用于常染色体遗传,尤其是适用于禽类z染色体伴性遗传的特殊分析方法极少。因此,研究禽类z染色体功能区域的精确定位及如何开发应用相关分析方法进而实现标记辅助选择具有重要的理论和现实意义。本研究采用鸡Z染色体为研究对象,以华南农业大学杏花鸡×隐性白洛克鸡全同胞家系资源群体和阳山鸡家系为材料,通过单核苷酸多态性(SingleNucleotidePolymorphism.SNP)在家鸡资源群体中的传递情况来观察鸡Z染色体DNA的重组变化,从而构建基于该家鸡资源群体的鸡Z染色体的遗传图谱,并基于该遗传图谱,采用基因组扫描法进行数量性状座位(QuantitativeTraitLoci,QTL)的初步定位,结合连锁不平衡分析方法和比较基因组法进行羽速基因和部分生长性状QTL的精确定位,从而为鸡的标记辅助选择奠定良好的基础。研究结果如下:
(1)利用华南农业大学杏花鸡×隐性白洛克鸡全同胞家系资源群体计算的鸡Z染色体平均遗传图谱总长为221.326cM,但重组率大小分布不均,遗传距离与物理距离不成线性关系。
(2)利用Z染色体的特殊遗传方式自行设计了单倍型构建程序,准确构建了华南农业大学杏花鸡×隐性白洛克鸡全同胞资源群体Fl和F2及阳山鸡家系后代每个个体的单倍型。
(3)利用准确的单倍型结果计算得出的连锁不平衡值进行连锁不平衡模式分析,得出Z染色体连锁不平衡有效跨度公母鸡不同,公鸡约为40cM(3Mb),母鸡约为6.5cM(0.5Mb),因此Z染色体基因组扫描连锁分析时应该选择12—67个SNPs,本研究利用29个SNPs对公鸡群Z染色体进行QTL的连锁分析定位比较合适。
(4)综合各种QTL定位方法得出,Z染色体上存在与鸡早中期生长有关的QTL,其中2周龄体重有关的OTI_,位于】72cM处。
(5)羽速基因精确定位于Z染色体3.8Mb至4.2Mb的区域内,其候选基因可能为LOC427166和LOC431583。
(6)证实定位QTL或控制质量性状的基因可遵循这样一个流程,即标记密度较小时进行连锁分析初步定位,然后到特定区域标记密度较大时进行连锁不平衡分析或传递不平衡检验,再到生物信息学方法确定候选基因,而后进行标记一性状关联分析或家系分析。