利用全基因组重测序鉴别法系大白猪的高产仔基因
发布时间：2022-12-17 15:56
家猪分别由欧亚野猪独立驯化而成,至今已近万年。在不同的地理资源禀赋、气候条件以及选育目标等因素影响下,全球形成了丰富多样的家猪品种。中国是全球猪种资源最丰富的国家,中国地方猪种占全球猪种的三分之一,在历史上曾多次被引入欧洲,为欧洲现代商业猪种的育成作出了重要贡献。法系大白猪（FLW）以高繁殖性能著称,并被认为与近几十年来曾导入中国高产的梅山猪血缘有关。为验证这一推测,本研究利用266头欧亚野猪及家猪的高深度基因组重测序数据,采用多种遗传学分析手段,深入揭示了法系大白猪中的中国地方猪血缘及其与高产仔数等表型性状的关联性。本研究首先在两家育种公司的核心群采集了36头高产法系大白猪样本,并从保种场采集了13个品种的111头中国地方猪和6头中国野猪样本,对这些个体开展了高深度（大于25×）的基因组重测序;与公共数据库中113头欧亚野猪和家猪的重测序数据合并为266个样品的数据集;应用GATK软件鉴别到19,375,740 SNP用于后续分析。通过主成分分析、NJ聚类分析、ADMIXTURE和TreeMix分析证实了中西方猪种之间存在显著的遗传分化,且中国华东猪（梅山猪、二花脸猪和金华猪）与华南...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 研究背景
1.2 猪产仔性状的研究价值
1.3 影响猪产仔性状的生理机制
1.3.1 排卵数
1.3.2 受精率
1.3.3 胚胎着床率
1.3.4 子宫容积
1.3.5 胎盘效率
1.3.6 胚胎成活率
1.3.7 公猪精液品质
1.4 猪产仔性状遗传解析的研究进展
1.4.1 影响猪产仔性状的基因位点(QTL)
1.4.2 影响猪产仔性状的候选基因
1.5 中国地方猪对西方商业品种产仔性状遗传改良的贡献
1.5.1 华南猪对西方商业品种产仔性状遗传改良的贡献
1.5.2 华东猪对西方商业品种产仔性状遗传改良的贡献
1.6 全基因组重测序在猪复杂性状遗传解析中的应用
1.6.1 新一代全基因组重测序技术及其原理
1.6.2 应用全基因组重测序技术解析猪复杂性状遗传机理的成功案例
1.7 本研究的目的与意义
第二章 研究正文
1 前言
2 材料与方法
2.1 实验动物
2.2 全基因组重测序
2.3 重测序数据质控及过滤
2.4 群体遗传学分析
2.4.1 主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)
2.4.2 Neighbor-joining(NJ)聚类树构建
2.4.3 TreeMix分析
2.4.4 群体结构(STRUCTURE)分析
2.5 群体间基因交流分析
2.5.1 rIBD分析
2.5.2 等位基因频率差异分析(血缘鉴定)
2.5.3 单倍型热图分析
2.5.4 群体间遗传分化(Fst)分析
2.5.5 连锁不平衡(LD)抽样分析
2.5.6 单倍型网络(haplotype network)分析
2.6 选择信号分析
2.6.1 核苷酸差异(π)分析
2.6.2 基于单倍型的群体内选择分析(iHS)
2.6.3 基于单倍型的群体间选择分析(XPEHH)
2.7 古老单倍型分析
2.7.1 基因流(f D)分析
2.7.2 群体间核苷酸差异(Dxy)分析
2.7.3 等位基因频率差异
2.8 单倍型关联分析
3 结果与讨论
3.1 测序数据的准确度
3.1.1 测序深度及基因组覆盖度
3.1.2 SNP检出率
3.1.3 大白猪品系鉴定
3.2 群体遗传学分析揭示中西方猪种的遗传分化
3.3 法系大白猪中存在华东猪和华南猪血缘
3.3.1 rIBD分析揭示法系大白猪中存在华东猪和华南猪血缘
3.3.2 NJ聚类树、Fst和单倍型网络分析验证法系大白猪中存在华东猪和华南猪血缘
3.3.3 基因频率分析再次揭示法系大白猪中混有华南猪及华东猪的血缘
3.3.4 渗入片段长度揭示华东猪与华南猪血缘渗入法系大白猪的时间可能不同
3.4 KATNAL1 基因区域的深入分析
3.4.1 法系大白猪在KATNAL1 基因区域存在华东猪血缘渗入信号
3.4.2 NJ聚类树揭示法系大白猪与华东猪的部分KATNAL1 单倍型高度相似
3.4.3 Fst分析揭示法系大白猪与华东猪在KATNAL1 位点的遗传分化显著降低
3.4.4 单倍型网络分析进一步揭示华东猪的KATNAL1 单倍型导入了法系大白猪
3.4.5 LD分析提示法系大白猪中华东猪KATNAL1 单倍型可能受到了偏好选择
3.4.6 KATNAL1 位点在法系大白猪中受到选择
3.4.7 导入法系大白猪的华东猪KATNAL1 单倍型与产仔数显著关联
3.5 NAA35-GOLM1 基因区域的深入分析
3.5.1 法系大白猪在NAA35-GOLM1 基因区域存在华南猪血缘渗入信号
3.5.2 NJ聚类树揭示部分法系大白猪与华南猪在NAA35-GOLM1 基因区域的亲缘关系很近
3.5.3 Fst分析揭示法系大白猪与华南猪在NAA35-GOLM1 位点的遗传分化显著降低
3.5.4 单倍型网络分析进一步揭示华南猪的NAA35-GOLM1 单倍型导入了法系大白猪
3.5.5 LD分析提示导入法系大白猪中的NAA35-GOLM1 单倍型可能受到选择
3.5.6 NAA35-GOLM1 位点在法系大白猪中受到选择
3.5.7 导入法系大白猪的华南猪NAA35-GOLM1 单倍型与产仔数无关但可能与抗病力相关联
3.6 法系大白猪在16 号染色体区域存在华南猪血缘渗入信号
3.7 提高产仔数的AHR单倍型源自古老物种并先后被导入了中国地方猪和法系大白猪
3.7.1 rIBD分析证实中国家猪的AHR单倍型导入了大白猪
3.7.2 NJ聚类树和单倍型热图揭示华东猪和法系大白猪的部分AHR单倍型高度相似
3.7.3 单倍型网络分析表明AHR区域存在古老单倍型
3.7.4 基因频率差异分析提示中国地方猪AHR单倍型来源于另一个猪属物种
3.7.5 Dxy和f D分析再次验证AHR古老单倍型渗入了中国地方猪并高频率存在于华东猪中
3.7.6 LD分析表明法系大白猪的AHR古老单倍型受到了偏好选择
3.7.7 AHR古老单倍型在法系大白猪中受到强选择,且与产仔数显著关联
4 全文总结
参考文献
附录
附录1 作者简历
附录2 在读期间发表论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]猪FSHβ及ESR合并基因型对猪产仔数性状的影响[J]. 陈克飞,黄路生,李宁,张勤,张建生,孙士铨,罗明,吴常信. 科学通报. 2000(18)
[2]大白猪胎盘效率遗传规律的初步研究[J]. 李光全,王立贤,刘剑锋. 畜牧与兽医. 2002(12)
[3]长大母猪的ESP和PRLR两个基因位点的多态性及其与产仔数相关性的研究[J]. 张淑君,曾凡同,邱祥聘,熊远著,邓昌彦,张立斌,崔秀芹. 养猪. 2000(03)
[4]猪人工授精的影响因素及对策[J]. 陈金龙. 现代农业科技. 2010(23)
[5]大白猪概论[J]. 张伟力. 养猪. 2011(01)
[6]安徽省4个地方猪种ESR和FSHβ基因多态性及其与产仔数的关联分析[J]. 张晓东,王恒,丁月云,黄龙,薛玮玮,涂小璐,张运海,殷宗俊. 安徽农业大学学报. 2014(04)
[7]影响二花脸猪高产仔性能的生理及遗传机制研究进展[J]. 李平华,马翔,张叶秋,张倩,黄瑞华. 遗传. 2017(11)
[8]嘉兴黑猪ESR2和FSHβ及PRLR基因多态性与繁殖性状相关性分析[J]. 高天,鐔忠斌,王晓杜,李开桢,何珂,周圻. 中国畜牧杂志. 2016(05)
[9]广东猪种对育成国外著名猪种的影响[J]. 李宝澄,李锦玉. 畜牧兽医科技. 1984(01)
[10]猪数量性状位点和候选基因探测研究进展及展望[J]. 刘荣宗. 国外畜牧科技. 1998(05)
硕士论文
[1]3个猪种的PRLR和ESR基因多态性及其与繁殖性能的关联分析[D]. 陈耀闽.福建农林大学 2013
本文编号：3720218
【文章页数】：86 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 研究背景
1.2 猪产仔性状的研究价值
1.3 影响猪产仔性状的生理机制
1.3.1 排卵数
1.3.2 受精率
1.3.3 胚胎着床率
1.3.4 子宫容积
1.3.5 胎盘效率
1.3.6 胚胎成活率
1.3.7 公猪精液品质
1.4 猪产仔性状遗传解析的研究进展
1.4.1 影响猪产仔性状的基因位点(QTL)
1.4.2 影响猪产仔性状的候选基因
1.5 中国地方猪对西方商业品种产仔性状遗传改良的贡献
1.5.1 华南猪对西方商业品种产仔性状遗传改良的贡献
1.5.2 华东猪对西方商业品种产仔性状遗传改良的贡献
1.6 全基因组重测序在猪复杂性状遗传解析中的应用
1.6.1 新一代全基因组重测序技术及其原理
1.6.2 应用全基因组重测序技术解析猪复杂性状遗传机理的成功案例
1.7 本研究的目的与意义
第二章 研究正文
1 前言
2 材料与方法
2.1 实验动物
2.2 全基因组重测序
2.3 重测序数据质控及过滤
2.4 群体遗传学分析
2.4.1 主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)
2.4.2 Neighbor-joining(NJ)聚类树构建
2.4.3 TreeMix分析
2.4.4 群体结构(STRUCTURE)分析
2.5 群体间基因交流分析
2.5.1 rIBD分析
2.5.2 等位基因频率差异分析(血缘鉴定)
2.5.3 单倍型热图分析
2.5.4 群体间遗传分化(Fst)分析
2.5.5 连锁不平衡(LD)抽样分析
2.5.6 单倍型网络(haplotype network)分析
2.6 选择信号分析
2.6.1 核苷酸差异(π)分析
2.6.2 基于单倍型的群体内选择分析(iHS)
2.6.3 基于单倍型的群体间选择分析(XPEHH)
2.7 古老单倍型分析
2.7.1 基因流(f D)分析
2.7.2 群体间核苷酸差异(Dxy)分析
2.7.3 等位基因频率差异
2.8 单倍型关联分析
3 结果与讨论
3.1 测序数据的准确度
3.1.1 测序深度及基因组覆盖度
3.1.2 SNP检出率
3.1.3 大白猪品系鉴定
3.2 群体遗传学分析揭示中西方猪种的遗传分化
3.3 法系大白猪中存在华东猪和华南猪血缘
3.3.1 rIBD分析揭示法系大白猪中存在华东猪和华南猪血缘
3.3.2 NJ聚类树、Fst和单倍型网络分析验证法系大白猪中存在华东猪和华南猪血缘
3.3.3 基因频率分析再次揭示法系大白猪中混有华南猪及华东猪的血缘
3.3.4 渗入片段长度揭示华东猪与华南猪血缘渗入法系大白猪的时间可能不同
3.4 KATNAL1 基因区域的深入分析
3.4.1 法系大白猪在KATNAL1 基因区域存在华东猪血缘渗入信号
3.4.2 NJ聚类树揭示法系大白猪与华东猪的部分KATNAL1 单倍型高度相似
3.4.3 Fst分析揭示法系大白猪与华东猪在KATNAL1 位点的遗传分化显著降低
3.4.4 单倍型网络分析进一步揭示华东猪的KATNAL1 单倍型导入了法系大白猪
3.4.5 LD分析提示法系大白猪中华东猪KATNAL1 单倍型可能受到了偏好选择
3.4.6 KATNAL1 位点在法系大白猪中受到选择
3.4.7 导入法系大白猪的华东猪KATNAL1 单倍型与产仔数显著关联
3.5 NAA35-GOLM1 基因区域的深入分析
3.5.1 法系大白猪在NAA35-GOLM1 基因区域存在华南猪血缘渗入信号
3.5.2 NJ聚类树揭示部分法系大白猪与华南猪在NAA35-GOLM1 基因区域的亲缘关系很近
3.5.3 Fst分析揭示法系大白猪与华南猪在NAA35-GOLM1 位点的遗传分化显著降低
3.5.4 单倍型网络分析进一步揭示华南猪的NAA35-GOLM1 单倍型导入了法系大白猪
3.5.5 LD分析提示导入法系大白猪中的NAA35-GOLM1 单倍型可能受到选择
3.5.6 NAA35-GOLM1 位点在法系大白猪中受到选择
3.5.7 导入法系大白猪的华南猪NAA35-GOLM1 单倍型与产仔数无关但可能与抗病力相关联
3.6 法系大白猪在16 号染色体区域存在华南猪血缘渗入信号
3.7 提高产仔数的AHR单倍型源自古老物种并先后被导入了中国地方猪和法系大白猪
3.7.1 rIBD分析证实中国家猪的AHR单倍型导入了大白猪
3.7.2 NJ聚类树和单倍型热图揭示华东猪和法系大白猪的部分AHR单倍型高度相似
3.7.3 单倍型网络分析表明AHR区域存在古老单倍型
3.7.4 基因频率差异分析提示中国地方猪AHR单倍型来源于另一个猪属物种
3.7.5 Dxy和f D分析再次验证AHR古老单倍型渗入了中国地方猪并高频率存在于华东猪中
3.7.6 LD分析表明法系大白猪的AHR古老单倍型受到了偏好选择
3.7.7 AHR古老单倍型在法系大白猪中受到强选择,且与产仔数显著关联
4 全文总结
参考文献
附录
附录1 作者简历
附录2 在读期间发表论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]猪FSHβ及ESR合并基因型对猪产仔数性状的影响[J]. 陈克飞,黄路生,李宁,张勤,张建生,孙士铨,罗明,吴常信. 科学通报. 2000(18)
[2]大白猪胎盘效率遗传规律的初步研究[J]. 李光全,王立贤,刘剑锋. 畜牧与兽医. 2002(12)
[3]长大母猪的ESP和PRLR两个基因位点的多态性及其与产仔数相关性的研究[J]. 张淑君,曾凡同,邱祥聘,熊远著,邓昌彦,张立斌,崔秀芹. 养猪. 2000(03)
[4]猪人工授精的影响因素及对策[J]. 陈金龙. 现代农业科技. 2010(23)
[5]大白猪概论[J]. 张伟力. 养猪. 2011(01)
[6]安徽省4个地方猪种ESR和FSHβ基因多态性及其与产仔数的关联分析[J]. 张晓东,王恒,丁月云,黄龙,薛玮玮,涂小璐,张运海,殷宗俊. 安徽农业大学学报. 2014(04)
[7]影响二花脸猪高产仔性能的生理及遗传机制研究进展[J]. 李平华,马翔,张叶秋,张倩,黄瑞华. 遗传. 2017(11)
[8]嘉兴黑猪ESR2和FSHβ及PRLR基因多态性与繁殖性状相关性分析[J]. 高天,鐔忠斌,王晓杜,李开桢,何珂,周圻. 中国畜牧杂志. 2016(05)
[9]广东猪种对育成国外著名猪种的影响[J]. 李宝澄,李锦玉. 畜牧兽医科技. 1984(01)
[10]猪数量性状位点和候选基因探测研究进展及展望[J]. 刘荣宗. 国外畜牧科技. 1998(05)
硕士论文
[1]3个猪种的PRLR和ESR基因多态性及其与繁殖性能的关联分析[D]. 陈耀闽.福建农林大学 2013
本文编号：3720218
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