自主研发奶牛85K液相芯片基因型准确性及填充效果研究

全基因组SNP育种芯片是实施奶牛基因组选择的必要工具,目前国内广泛使用的育种芯片依赖进口且遗传标记位点未涵盖我国奶牛群体特定遗传背景。本研究作者自主研发了基于靶向捕获测序技术的奶牛85K液相芯片,包含84 560个SNP位点,芯片设计同时考虑商业化芯片及我国奶牛群体重要性状功能基因信息。本研究旨在验证自主研发85K液相芯片的SNP位点分型准确性及基因型填充准确性,为中国荷斯坦牛基因组选择提供技术支撑。基于中国农业大学构建的中国荷斯坦牛基因组选择参考群体(17 868头),对验证群体(157头)分别采用50K、80K、150K商业化芯片及85K液相芯片进行基因型检测,比较分析检出率及基因型准确性;将85K基因型数据填充至3款商业化芯片密度水平并比较分析填充准确性。研究发现验证群体的85K芯片检出率为98.70%~99.17%,与商业化芯片的共有位点基因型一致性为98.46%~99.39%;填充位点基因型一致性为96.81%~99.14%、相关性R2为99.65%~99.83%、剂量相关性DR^(2)为95.20%~98.19%;验证结果表明:85K液相芯片与3款商业化芯片相互填充的一致性(96.35%~97.89%)、相关性R2(98.66%~99.81%)、剂量相关性DR2(96.11%~97.73%)无显著差异。研究结果表明自主研发85K液相芯片可以用于我国奶牛基因组选择参考群体扩大及青年公牛、核心群母牛及生产群母牛的基因组遗传评估。

中国荷斯坦牛PRKACA基因对产奶性状的遗传效应分析

前期研究发现蛋白激酶cAMP-激活的催化亚基α(Protein Kinase cAMP-Activated Catalytic Subunit Alpha,PRKACA)基因在中国荷斯坦牛干奶期、泌乳初期和泌乳高峰期的肝脏组织中差异表达且与脂质代谢相关,参与胰高血糖素、胰岛素信号通路和脂肪细胞中脂解调节等通路。因此,该基因被认为是奶牛产奶性状关键的候选基因。本研究进一步验证PRKACA基因对中国荷斯坦牛产奶性状是否具有显著的遗传效应。利用45头公牛的混池基因组DNA对PRKACA基因的全部编码区以及上、下游调控区各2 000 bp区段进行重测序,在其5’调控区发现1个单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)位点g.11592189C>T。利用靶向测序基因型检测技术(Genotyping by Target Sequencing,GBTS)对北京地区926头中国荷斯坦母牛进行个体基因型检测。基于混合动物模型,利用SAS 9.4软件将该SNP位点与5个产奶性状进行关联分析。结果显示,在第1泌乳期,g.11592189C>T位点与产奶量、乳脂量和乳蛋白量呈极显著关联;在第2泌乳期,该位点与乳脂量和乳脂率呈极显著关联。利用JASPER网站预测该位点改变了转录因子KLF15、KLF2、ZNF692、HIC2和NFIX的结合位点。本研究结果表明PRKACA基因对中国荷斯坦牛产奶量、乳脂量、乳蛋白量等产奶性状具有较大遗传效应,可以为奶牛基因组选择提供可参考的遗传标记信息。

我国奶牛基因组选择技术应用进展

基因组选择(GS)的基本原理是基于全基因组高密度标记(主要是SNPs)来评估和选择基因优良的个体。利用该技术,可以实现不依赖表型信息对青年公牛及后备母牛进行早期准确选择,将奶牛育种周期由5~6年缩短至2年左右,大幅度缩短世代间隔,从而显著降低育种成本,加快群体遗传进展。2009年美国率先公布荷斯坦青年公牛的基因组综合选择指数,标志着奶牛育种进入了基因组选择时代。本文从1)基因组选择基本过程及优势;2)奶业发达国家的基因组选择应用现状,包括参考群体大小、选育性状及应用效果;3)我国奶牛基因组选择分子育种技术体系的建立与应用效果这3个方面进行了系统综述,旨在为我国的奶牛育种工作提供借鉴与指导。

表观遗传调控在畜禽脂肪沉积机制中的研究进展

表观遗传学是DNA序列没有发生改变,基因表达和表型产生可遗传的变化。前期研究发现,表观遗传调控参与多种生命活动过程,在脂肪沉积过程中也发挥重要的作用。脂肪沉积影响畜禽肉品质,研究脂肪沉积机制是畜禽育种中的一个重要方面。因此,本文从DNA甲基化、mRNA修饰、组蛋白修饰、染色体重塑和非编码RNA调控五个方面展开对畜禽脂肪沉积机制中研究进展的综述。

ADIPOQ基因对中国荷斯坦牛乳脂率性状的影响研究

前期通过对中国荷斯坦牛肝脏组织转录组和蛋白质组联合分析发现,脂联素(Adiponectin,ADIPOQ)基因是奶牛产奶性状的候选基因,该基因参与激活AMPK和PPARα信号通路,促进脂肪酸氧化,增加葡萄糖利用及抑制脂质合成。为进一步验证ADIPOQ基因是否对产奶性状具有显著遗传效应,本研究基于44头公牛的混池基因组,利用Sanger测序鉴定多态位点,在该基因第2外显子后内含子区域检测到1个SNP位点g.81010141A>T。通过靶向测序基因型检测技术(Genotype by Target Sequencing,GBTS)鉴定北京地区923头中国荷斯坦母牛个体基因型,采用动物模型将该SNP位点与2个胎次的5个产奶性状进行关联分析,结果显示,该SNP位点与第2胎次乳脂率性状极显著关联,且对乳脂率的加性效应、显性效应和替代效应均达到显著水平。综上,本研究表明ADIPOQ基因g.81010141A>T位点显著影响乳脂率性状,可作为奶牛基因组选择的候选分子标记。

奶牛瘤胃宏基因组学研究进展

瘤胃是成年奶牛的主要消化吸收器官,能够降解粗饲料、非蛋白氮等饲料。微生物大量存在于瘤胃,其组成、丰度、功能和代谢会影响奶牛的产奶和饲料转化效率等性状。本文介绍了宏基因组技术在微生物基因组组装、瘤胃微生物调控奶牛生产性状形成机制以及微生物新酶发现的研究进展,展望了奶牛瘤胃宏基因学发展前景,旨在为解析奶牛重要性状遗传与调控机制提供新思路。

三维基因组学在畜禽遗传育种中的应用

基因组DNA在细胞核中以三维结构高度折叠并浓缩成染色质的方式储存于核内,具有特定的高级空间结构和构象,在此基础上相继发现了染色体疆域、染色体区室、拓扑关联结构域、染色质环等结构。染色质的三维结构对生物体基因的表达调控具有巨大影响,随着染色质构象捕获技术不断发展和衍生,研究基因组三维空间结构与功能的三维基因组学也逐渐成为近几年生物学研究领域内的一大热点。本文从染色质的三维结构、染色质捕获技术以及三维基因组学在畜禽遗传育种中的应用3个方面进行综述,旨在将三维基因组学内容更好的运用于畜禽遗传育种工作中,为后续相关研究提供参考。

单细胞转录组和空间转录组技术及其在畜禽中的应用

转录组是研究细胞表型和功能的重要手段。单细胞转录组测序(Single-cell RNA-Sequencing,scRNA-seq)技术构建了每个细胞的表达谱,充分反映细胞的异质性;空间转录组(Spatial Transcriptomics,ST)技术能解析三维空间上的细胞表达信息,进一步推进对组织原位细胞真实基因表达的研究;2项技术结合可构建起具有高分辨率和多维度的细胞表达图谱。目前,这2项技术已在众多生物学研究领域得到应用,但在畜禽上仍处于起步阶段。本文介绍了scRNA-seq技术和ST技术的基本原理、检测和分析方法,并综述了2项技术在牛、猪、羊和鸡等畜禽上的研究应用,为今后更多地在畜禽上应用单细胞转录组和空间转录组测序技术提供参考。

蒙古绵羊和哈萨克绵羊MHC-DRB_3基因外显子2的多态性

采用PCR RFLP方法对蒙古绵羊和哈萨克绵羊MHC DRB3 基因第 2外显子 2 85bp的扩增产物进行多态性分析 ,共检测到 17种基因型 ,由A、B、C、D、E、F和H共 7个复等位基因控制。通过酶切图谱分析表明 ,蒙古绵羊和哈萨克绵羊的MHC DRB3 基因第 2外显子的第 15 4、16 8和 2 2 0位的碱基表现出多态性。统计分析表明 ,MHC DRB3 基因的部分基因型频率和等位基因频率在两个群体之间差异显著或极显著 (P <0 10、P <0 0 5或P <0 0 1)。χ2 适合性检验结果表明 ,蒙古绵羊和哈萨克绵羊的MHC DRB3 基因第 2外显子的HaeⅢ酶切位点均未达到Hardy Weinberg平衡状态 (P <0 0 1)。

天山马鹿和东北马鹿血液蛋白多态性及其与产茸性能关系的研究

本实验对天山马鹿和东北马鹿１０个血液蛋白位点分布进行了遗传检测。结果表明：Ａｌｂ、Ｈｂ、Ｔｆ、Ａｋｐ、Ｐｔｆ１、Ｐａ１、α－ｇｌ、β１－ｇｌ、β２－ｇｌ和γ－ｇｌ分别受一个基因位点上的１、２、３、３、５、２、２、４、３和１个等位基因控制。比较分析表明：两个群体的４６．１５％的基因频率之间存在显著或极显著差异（Ｐ＜００５，Ｐ＜００１）；３８．７１％的基因型频率之间存在显著或极显著差异（Ｐ＜００５，Ｐ＜００１）。Ｔｆ和Ｈｂ型与产茸量之间存在着一定的关系；Ａｋｐ型与产茸量无关；Ｔｆ和Ｈｂ型与茸鲜干比亦无关。

天山马鹿清原品系血液蛋白多态性及其与产茸量关系的研究

本试验对天山马鹿清原品系 1 0种血液蛋白位点分布进行了遗传检测 ,结果表明 :Hb、Tf、Alb、AKP、Ptf1 、Pa1 、α -gl、β1 -gl、β2 -gl和γ - gl分别受 1个基因位点上的 3,2 ,1 ,3,5 ,2 ,2 ,4,3和 1个等位基因控制 ;群体的遗传变异性结果表明 ,该品系群体的均质度较高 ,选育已达到比较纯化的程度 ;多重比较结果表明 :Tf和Hb型与产茸量之间存在着一定的关系 ,可作为产茸量的遗传标记 ,TfAA、TfCC和HbAB型的产茸量显著或极显著地高于其它基因型(P <0 0 1 ,P <0 0 5 ,P <0 0 1 ) 。

蒙古山羊和哈萨克山羊GOL A-DRB3基因的HaeⅢ酶切多态性分析

采用限制性内切核酸酶HaeⅢ对蒙古山羊和哈萨克山羊GOLA DRB3基因外显子2的285bp扩增产物进行了PCR RFLP多态性分析,共检测到17种基因型,由A、B、C、D、E、F和H等7个复等位基因控制;通过酶切图谱分析发现蒙古山羊和哈萨克山羊的GOLA DRB3基因外显子2的154、168和220位碱基表现出多态性。并对基因型频率和等位基因频率进行了统计分析,结果表明,GOLA DRB3基因的部分基因型频率和等位基因频率在两个群体之间差异显著(P<0.10或P<0.05)或极显著(P<0.01);χ2适合性检验结果表明,蒙古山羊和哈萨克山羊的GOLA DRB3基因外显子2的HaeⅢ酶切位点均未达到Hardy Weinberg平衡状态(P<0.01)。

反刍家畜主组织相容复合物的研究进展

MHC是由紧密连锁的高度多态的基因座位所组成的染色体上的一个遗传区域 ,由于在免疫系统中发挥着重要作用并与抗病性能密切相关 ,因此近年来成为家畜抗病育种研究中最为活跃的部分。本文综述了牛、绵羊和山羊MHC的结构、特点及其与抗病性状之间的关系 ,同时讨论了MHC在家畜育种中的应用前景。

餐厨垃圾的研究热点及处理技术发展与行业现状

随着我国消费升级,餐厨垃圾产量逐年递增,其处理技术和资源化发展受到国家和社会的高度重视。介绍了餐厨垃圾的来源及其产量,外卖餐饮浪费和大型聚会餐饮浪费是近些年餐厨垃圾产量增加的重要因素。餐厨垃圾研究发展趋势分析发现,餐厨垃圾的相关研究可以分为萌芽阶段(2002—2007年)、快速增长阶段(2008—2010年)和平稳发展阶段(2011—2022年),国家政策及基金扶持可能是我国餐厨垃圾研究的重要推动力。梳理了餐厨垃圾的处理技术发展脉络,从早期的传统处理方法到早期资源化处理方法,再到当前的能源化处理方法,详细阐述不同时期餐厨垃圾处理方法的各项技术原理、适用条件及优缺点,以及当前餐厨垃圾处理行业痛点和未来餐厨垃圾处理的发展趋势。

牛常见遗传病的遗传基础和检测方法

遗传疾病指南于遗传物质变异引起的身体或生理缺陷．可以由亲代传递给后代。人工授精技术在奶牛育种中的广泛使用使得遗传疾病传播的危险性大大增加。因此．研究奶牛遗传疾病的遗传基础和检测方法具有重要意义。美国荷斯坦牛协会公牛系谱记录的遗传疾病共13类，包括：

昆山市慢性病流行现状与防治对策

目的 分析昆山市慢性病的流行现状与疾病负担 ,探讨其防治对策。 方法 对昆山市 1999年慢性病基线调查资料与生命统计资料进行常规统计分析 ,对慢性病死亡情况进行PYLL及DALY分析。 结果 1999年城乡高血压患病率分别高达 2 8 93 %和 2 2 40 % ,是首要的公共卫生问题 ;慢性病死亡构成占全死因的 71 79% ;1～ 70岁人群慢性病死亡造成 193 2 9个PYLL损失 ,占全死因PYLL的 78 0 9% ;推测慢性病死亡和伤残造成的DALY损失为 6 6万个健康生命年。 结论 慢性病造成了较为沉重的疾病负担 ,积极开展社区综合防治是有效途径。

上海市大气中非甲烷烃行为研究

经1993年7月～1994年4月对上海市区大气中非甲烷烃(NMHC)的测定,探讨了上海市大气中NMHC的浓度水平、浓度时间变化、浓度分布等状况。实验结果表明,上海市大气中NMHC的浓度日变化有比较明显的双峰形规律,即8:00～10:00和15:00～17:00各出现一次浓度高峰。上海市区大气中NMHC浓度,春季平均值为1.31×10^(-3)mg/m^3,夏季为2.00×10^(-3)mg/m^3,秋季为1.31×10^(-3)mg/m^3,冬季为1.29×10^(-3)mg/m^3,全年平均值为1.49×10^(-3)mg/m^3。根据对数正态分布检验的结果可以看出,上海市大气中NMHC并非来自单一类型的污染,而是多种类型的总体污染。

大气中非甲烷烃的测定研究进展

综述了近年来对大气中非甲烷烃的采样方法、浓度测定和组分分析等方面研究的结果。对一系列非甲烷烃自动测定方式进行了比较,并详细阐述了非甲烷烃富集浓缩、解吸进样及分析技术的方法和国内外的研究进展情况。

关于城市建设中的立体绿化

自1991年马丘比宪章提出，建筑－城市－园林绿化的再统一以来，环境日益受到人们的关注和重视，随着经济的发展，生活水平的提高，人们在追求安全和便捷的生活空间的同时，更加关注生活环境的改善，如何创建舒适和宜人的生活环境，已成为建筑设计者们要考虑的首要问题，立体绿化，是将建筑作为一种设计语言，把绿化的概念扩展到空间中去，可建筑更具美学价值的城市人文景观。