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牛遺傳育種創新團隊整合選擇信號和多性狀關聯分析 探索肉牛胴體性狀的遺傳基礎

2022-01-19 20:17:05來源:中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所作者:中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所

 近日,牛遺傳育種創新團隊基于全基因組重測序數據,整合選擇信號、單性狀關聯分析以及多性狀關聯分析,發現了與胴體性狀相關的選擇信號及候選基因,揭示了肉牛胴體性狀的遺傳機制,為肉牛胴體性狀的選育奠定了理論基礎。相關成果發表在《Genomics(基因組學)》。

  胴體性狀作為肉牛重要經濟性狀之一,直接決定了牛肉的產量和質量,是肉牛育種中的關鍵目標。解析肉牛胴體性狀的遺傳機制與機理并挖掘相關的候選標記與基因,不僅可以為肉牛胴體性狀的選育提供相關理論基礎,還可以推動肉牛育種進展,切實地提高我國牛肉產量。目前,國內外已大量開展了對肉牛胴體性狀遺傳基礎解析工作,捕獲到 NCAPG 、 LCORL 等重要候選基因,但利用全基因組重測序數據對胴體性狀遺傳機制解析的分析方法仍需創新。

圖 肉牛胴體性狀的多性狀關聯與選擇信號整合分析.png

 

  圖 肉牛胴體性狀的多性狀關聯與選擇信號整合分析

  研究人員首先采用全基因組的復合似然比的方法(CLR)對44頭重測序肉用西門塔爾牛開展了選擇信號分析,共發現11600個選擇信號,捕獲潛在受選擇基因2214個,富集到18分子功能、69生物過程以及23個細胞組分,涉及了蛋白結合、血液循環等重要生物過程。其次,利用填充的全基因組重測序數據,對1233頭肉用西門塔爾牛的胴體重、凈肉重和屠宰率等性狀進行單性狀關聯分析,共挖掘66個候選位點,注釋到 NCAPG 、 DCAF16 、 LCORL 等與胴體性狀顯著關聯的候選基因。隨后,對該四個性狀進行多性狀關聯分析,分別在顯著閾值和揭示閾值水平分別發現109和1242個候選位點,并分別注釋到7和34個候選基因,其中 NCAPG 、 LCORL 等基因再次捕獲,同時還分別在基因 NCAPG 和 TEX2 中發現了保守性較高的錯義突變。最后,將胴體性狀關聯分析與選擇信號的結果整合后,共發現了88個重疊區間,涵蓋了27個候選基因,這些基因在受選擇的同時還與胴體和生長性狀顯著相關。研究從群體遺傳學以及單性狀和多性狀關聯分析的角度,印證了肉牛胴體性狀的多基因遺傳結構,并為肉牛復雜性狀的遺傳基礎提供了新的研究思路。

  該研究得到國家肉牛牦牛產業技術體系、國家自然科學基金項目、院科技創新工程重大科研任務的資助。

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