基于选择信号分析揭示猪终端父本群体间性状趋同的关键基因

【目的】试验旨在揭示终端父本皮特兰猪与杜洛克猪在人工选择作用下重要经济性状呈现出表型趋同的基因组变化特征。【方法】利用376头皮特兰猪、451头杜洛克猪品系Ⅰ、841头杜洛克猪品系Ⅱ和497头杜洛克猪品系Ⅲ群体的50K SNP芯片数据,以100 kb窗口、50 kb步长计算综合单倍型评分(iHS)和等位基因频率差(△AF),分别取前5%作为猪群体内、群体间的基因组选择信号候选区域;利用bedtools分别对iHS、△AF按照左右200 kb进行合并,每2个群体间合并后的iHS、△AF统计量的重叠区域定义为性状趋同区域,并挖掘该区域与猪重要经济性状相关的平行选择信号。【结果】iHS结果显示,在皮特兰猪和杜洛克猪4个群体内共检测到5112个选择信号候选区域,总长约487.51 Mb。基于△AF方法,于皮特兰猪和杜洛克猪每2个群体间共检测到9579个选择信号显著区域,总长约913.50 Mb。基于合并后的iHS和△AF,共检测到52个性状趋同区域,总长约4.67 Mb,注释到88个与猪的繁殖、胴体和肉质等性状相关的平行选择候选基因。【结论】皮特兰猪和杜洛克猪群体间存在性状趋同的基因组选择区域有52个,平行选择信号主要涉及猪的繁殖、胴体及肉质等重要经济性状,这与瘦肉型猪种相同的育种方向相关,这些关键基因的发现可为后续商业猪品种遗传改良提供参考。

山羊转录因子及其功能研究进展

山羊可提供丰富的肉、乳、绒、毛等畜产品。转录因子是一类结合特异DNA片段的蛋白质,通过调节基因表达影响山羊的各类经济性状。本文概括了约42个转录因子在绒毛、繁殖、泌乳和产肉等生产性状的功能,发现与模式生物相比,山羊转录因子功能的研究还不深入和系统:山羊已知转录因子的数目少于模式生物;已知转录因子的功能较单一,多功能转录因子的研究相对较少;大部分研究关注转录因子表达与表型的关联,对转录因子结合位点及其靶基因等机制尚未清晰阐述。为深入理解调控山羊经济性状的分子机理,今后可采用高通量技术和生物信息学等方法,从系统生物学的角度预测转录因子及靶基因、挖掘和解析关键调控模块。

山羊氨基酸代谢网络的重构与关键代谢基因的解析

氨基酸是参与生物体生命活动的基本物质之一,其代谢对山羊的诸多经济性状(如羊肉品质、山羊绒)有重要影响。随着生物信息学的快速发展,系统生物学方法被广泛用来研究生物体内代谢机制。为了阐明山羊体内氨基酸的代谢机制,本文通过构建代谢网络解析山羊氨基酸代谢机制,并通过网络分析发现关键代谢基因。研究首先使用山羊氨基酸代谢基因重新构建山羊氨基酸代谢网络,其次采用Cytoscape软件对该网络进行可视化,并利用R语言中的igraph程序包对氨基酸代谢网络的聚类系数、接近中心度、网络直径及密度等网络参数进行计算和分析。结果发现,山羊氨基酸代谢网络直径为13,密度为0.03,说明该代谢网络的拓扑结构表现出直径较大、密度较小、整个氨基酸代谢网络较复杂等特征。在该代谢网络中,发现10个相互没有联系的子网络模块,根据子网络的基因个数由多到少及其各自的主要功能将它们分别定义为谷胱甘肽转移酶模块、甲基转移酶模块、硒复合代谢模块、赖氨酸降解模块等。山羊氨基酸代谢网络的结构特点与氨基酸的生理功能是相辅相成的,这是山羊长期进化适应环境的结果。此外,本文从网络拓扑结构的角度确定13个对维持整个山羊氨基酸代谢网络具有重要意义的关键代谢基因,例如ABAT,AGXT2,ALDH3B1等。上述结果发现的代谢网络模块及关键代谢基因有助于从遗传层面进一步完善山羊氨基酸代谢的分子机制,可以为全面深入解析山羊与氨基酸代谢相关的经济性状的形成机制奠定了基础,同时也可以为改良相关的重要经济性状、品种培育提供了新的理论参考。