应用关联分析挖掘大豆对灰斑病12号生理小种的抗性位点

利用126份SSR标记对320份对大豆灰斑病12号生理小种具有不同抗性的大豆材料进行基因组扫描、群体结构和连锁不平衡分析,并用STRUCTURE软件、TASSEL软件中的GLM分析方法对大豆抗性进行关联分析。结果表明:320份大豆品种中有23个表现高抗,53个表现抗病,178个表现中抗,56个感病,10个高感。找到与大豆抗灰斑病12号生理小种的相关位点共7个:H连锁群上的Satt052、F连锁群上的Satt335、C2连锁群上的Satt557、A1连锁群上的Sat_368、D1a连锁群上的Sat_346、O连锁群上的Satt243、J连锁群上的Sat_151。

限制性两阶段多位点全基因组关联分析法(RTM-GWAS)的特点、常见提问与应用前景

限制性两阶段多位点全基因组关联分析方法(RTM-GWAS)是新建立的一种可以全面检测自然群体和双(多)亲衍生群体中具有不同复等位变异QTL体系的关联分析方法。本文介绍了提出RTM-GWAS的出发点及其两大主要特点,包括建立适合自然群体和和双(多)亲衍生群体特点的复等位变异标记和控制总体贡献率的多位点关联分析模型。一般读者和编者对RTM-GWAS的方法、原理,对复等位标记和多位点模型并无异议,提问与质疑主要分为两方面:一是RTM-GWAS检测到的QTL数量较多,大大多于单位点MLM模型所检出的QTL数目,怀疑增加的QTL是假阳性所致;另一是采用常规显著水准要求太低,不适于关联分析。本文对此做了严密释疑。最后介绍了关于RTM-GWAS的应用前景,包括遗传体系解析与重要基因克隆,双(多)亲杂交衍生群体遗传解析,群体遗传分化与进化和设计育种等方面。

鲁西牛ANGPTL6基因的3个多态位点与其生长性状的关联性分析

【目的】揭示鲁西牛ANGPTL6（angiopoietin-likeprotein6）基因的遗传变异特征，发现与鲁西牛生长性状显著相关的候选分子标记，为鲁西牛分子育种积累基础资料。【方法】以183头鲁西牛血样为材料，运用DNA池测序和PCR-RFLP等技术检测ANGPTL6基因的序列变异。

宗地花猪GDF9基因多态性与繁殖性状关联性分析

为验证GDF9基因SNP位点与宗地花猪繁殖性状的关联性,从而为提高宗地花猪繁殖性能提供有价值的分子辅助标记,推进选育进程进行试验。以贵州宗地花猪经产母猪为试验素材,利用DNA池和DNA直接测序方法检测GDF9基因的多态性,对各突变位点不同基因型个体与总产仔数、产活仔数、仔猪平均初生质量和母猪泌乳力性状进行关联性分析。在受试群体中,发现基因GDF9有2个突变位点,C1009T和T1014C均位于exon2;且都与经产母猪总产仔数、产活仔数差异显著(P<0.05);基因型分别为BB>AB>AA、DD>CD>CC,母猪泌乳力基因型个体之间差异不显著(P>0.05)。仔猪平均初生质量的基因型表现为BB>AB>AA、DD>CD>CC,差异显著(P<0.05);母猪总产仔数DD基因型多于DC与CC基因型,DD基因型为优势基因型,D为优势等位基因;BB基因型在总产仔数、产活仔数的繁殖性状中多于基因型AB、AA,BB为优势基因型,B为优势等位基因。因此,研究结果表明推测等位基因D和等位基因B可能为宗地花猪总产仔数、产活仔数的有利等位基因,且DD基因型和BB基因型为有利基因型。

水稻种质资源稻瘟病抗性全基因组关联分析

稻瘟病是一种对全球水稻生产威胁极大的真菌性病害,鉴定抗稻瘟病基因并将其导入到现有感病品种改良品种的抗性是控制这种病害的有效途径。本研究利用5个稻瘟病菌株鉴定了212份籼稻和235份粳稻种质资源的苗瘟抗性,分别筛选到8个和12个抗全部5个菌株的籼稻和粳稻种质材料。采用全基因组关联分析在籼粳混合群体、籼稻和粳稻种质资源中共定位到43个影响水稻苗瘟抗性的QTL,抗GD00-193、GD08-T19、GD17-CQ16、HB1708和HLJ13-856菌株的QTL分别为9、4、14、14和2个。其中, 12个抗病QTL仅在籼稻亚群中检测到, 7个仅粳稻亚群中检测到,1个为籼粳2个亚群共同检测到,说明籼稻抗稻瘟病总体好于粳稻,而且稻瘟病抗性存在明显的籼粳分化。同时影响水稻对2个及2个以上菌株的抗性或在2个及2个以上群体中同时被定位到的QTL共计11个,利用候选区间关联分析和单倍型分析鉴定到23个抗病候选基因,不同抗病候选基因在籼、粳群体中的分布频率不同。研究结果为水稻品种稻瘟病抗性分子改良提供种质资源和有利基因信息及不同抗病基因的育种利用策略。

樱桃谷鸭IP3R3基因多态性与蛋壳品质的关联分析

为了探究三磷酸肌醇受体3型(IP3R3)基因多态位点对蛋鸭蛋壳品质的影响,试验以樱桃谷鸭为材料,收集45周龄鸭蛋测定蛋质量、蛋形指数、蛋壳厚度、蛋壳强度和蛋壳质量5个指标,并与突变位点进行关联性分析。结果显示,在IP3R3基因中检测到2个SNP位点,分别为第6外显子的g.5539186 T>C突变和第8外显子的g.5540404 G>A突变,2个SNP位点均为同义突变,均存在3种基因型;2个SNP位点均为中度多态,均未偏离Hardy-Weinberg平衡(P>0.05),2个SNP位点之间不存在强的连锁不平衡,共存在3种单倍型和5种双倍型。关联性分析结果显示,g.5539186 T>C位点对蛋壳品质的影响未达到显著水平(P>0.05);g.5540404 G>A位点GG和GA基因型个体的蛋壳强度显著高于AA基因型个体(P<0.05),与其他蛋壳品质之间未达到显著关联;双倍型H1H1、H1H3、H2H3和H3H3个体的蛋壳厚度和蛋壳强度显著高于H2H2个体的蛋壳厚度和蛋壳强度(P<0.05),其他蛋壳品质不存在显著差异(P>0.05)。以上结果表明,g.5540404 G>A位点对蛋壳强度有显著影响,2个SNP位点组合基因型对蛋壳厚度和蛋壳强度也产生显著影响,g.5539186 T>C和g.5540404 G>A位点可作为鸭蛋蛋壳品质选择的遗传标记位点。

具有遗传性疾病和性状的遗传位点分析

为便于进行数据分析,首先将数据中的位点信息由原来字母编码方式转换为数值编码的方式,根据位点的编码信息和患病信息,采用Logistic回归的方法,找出某种疾病最有可能的一个或几个致病位点,同时采用显著性检验进一步对建立的模型进行检验,证明了建立结果的合理性。此外,通过主成分分析,从原有的300个主成分中取出了225个主成分尽可能多地反映原来基因变量的信息,再通过主成分Logistic回归分析找出与疾病最有可能相关的一个或几个基因。最后,采用典型相关分析找出与相关性状有关联的基因位点。

植物关联分析方法的研究进展

关联分析在人类和动植物遗传研究中的应用日益广泛,新方法及其软件包不断涌现。为对其更好选择和应用,本文综述了关联分析的主要方法及其软件包。首先,介绍了群体结构对关联分析的影响;其次,重点介绍了单位点关联分析、多位点关联分析、上位性和多性状关联分析方法及其软件包;最后,展望了关联分析的发展动向。应当指出,基于群体结构和多基因整体背景控制的全基因组单标记快速扫描算法在目前的实际资料分析中应用较广泛,与其结果互补的是假阳性率较高的非参数方法。但是,今后的方法应当是以多位点模型、环境互作、上位性检验和多个相关性状联合分析为主。这为今后的理论与应用研究提供了有益信息。

宗地花猪BMPR-IB基因多态性与繁殖性状的关联性

为验证BMPR-IB基因单核苷酸多态性(SNP)位点与宗地花猪繁殖性状的关联性,从而提高宗地花猪繁殖性能,提供有价值的分子辅助标记,推进宗地花猪的选育进程,以贵州宗地花猪经产母猪为试验材料,利用DNA池和DNA直接测序方法检测BMPR-IB基因的多态性,对各突变位点不同基因型个体与总产仔数、产活仔数、仔猪平均初生质量和母猪泌乳力性状进行关联性分析。在受试群体中发现,基因BMPR-IB有2个突变位点,G595C、C643T均位于第6外显子,经产母猪总产仔数、产活仔数各基因型均表现为AA>AG>GG、BB>BT>TT,产活仔数为7头的母猪泌乳力表现为AA基因型个体与AG、GG基因型个体间差异极显著(P<0.01);各基因型仔猪平均初生质量表现为TT>BB>BT,但差异不显著;母猪AA基因型总产仔数多于AG与GG基因型,AA基因型为优势基因型,A为优势等位基因;BB基因型在总产仔数、产活仔数的繁殖性状中多于BT、TT基因型,BB为优势基因型,B为优势等位基因。推测等位基因A和等位基因B可能为宗地花猪总产仔数、产活仔数的有利等位基因,且AA基因型和BB基因型为有利基因型。

广东汉族宫颈癌家系与HLA-DRB1基因多态性的关系

目的探讨HLA-DRB1等位基因多态性与广东汉族宫颈癌家系的关系。方法采用PCR-SSP对75个核心家系196例(75例患者和121例家系成员)的DRB1进行分型,并利用家系关联性分析(FBAT)进行数据分析。结果患者及其父母同胞的基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡定律。FBAT分析,DRBl*150101可能会增加宫颈癌的发病风险(Z=2.002,P=0.035 281)。结论 HLA-Ⅱ类基因上的部分等位基因可能是广东汉族人群宫颈癌的易感基因。DRBl*150101由杂合子父母优势传递给患病子女,与正常同胞相比,可能更容易传递给患者,它们与宫颈癌的发病相关。

相似度检测法在遗传性疾病和遗传位点上的应用

在生物学中,寻找致病位点、表现型性状差异及疾病的易感性等都属于分类问题,目的是把等待处理的样本进行分类,找出异常数据。相似度的优点在于类与类之间寻找异常数据,将相似度检测运用于致病位点的查询,结合卡方检验和支持向量机,能更精确地找到致病位点。实验中相似度检测得到的致病位点和卡方检验得到的致病位点都有可能是该病的致病位点,致病位点可能存在于两者的集合之中,同时根据支持向量机的小样本、非线性问题中表现出许多特有的优势,在实验中使用支持向量机进行建模,在模型精度较高的基础上确定各个位点的权重,权重大的位点对结果的影响明显,达到筛选出最有可能致病的位点的目的。

水稻抗白叶枯病基因全基因组关联分析

对水稻多样性群体(RDP–I)中的216份种质接种白叶枯生理小种P2并进行抗性鉴定,发现温带粳稻亚群平均抗性水平最高,其平均病斑长度最短;奥斯稻亚群平均抗性水平最低,平均病斑长度最长。通过全基因组关联作图鉴定了分布在水稻第1、2、4、6、7、8、9、10、11、12号染色体上的59个QTL,这些位点包含5个已知的抗白叶枯病基因。从较高阈值SNP位点以及附近2 Mb区段进行候选基因的预测,筛选出40个抗白叶枯病相关基因,并最终鉴定出16个抗性较好的水稻种质资源。

中国人血管紧张肽原基因M235T多态位点与原发性高血压的关联分析

研究了中国汉族自然群体中血管紧张肽原基因（ＡＧＴ）Ｍ２３５Ｔ多态位点在原发性 高血压患者和同龄对照者之间的等位频率分布．观察到ＡＧＴ基因的Ｍ２３５Ｔ位在中国汉族 人群中存在两个等位因子的遗传多态性（Ｍ２３５／２３５Ｔ），其杂合率（ｈｅｔｅｒｏｚｙｇｏｓｉｔｙ）为３０％． Ｔ２３５基因在高血压群体中为８８．７％，在正常人群的频率为７９．０％，两者有显著性差异（ｘ２＝ ６．２６４，ｐ＜０．０２）．提示中国人血管紧张肽原基因（ＡＧＴ）Ｍ２３５Ｔ多态位点与原发性高血压之 间有显著关联．

水稻细菌性条斑病抗性位点的全基因组关联分析

水稻(Oryza sative)细菌性条斑病(简称“细条病”)是主要的水稻病害,迄今为止尚未定位得到细条病抗性的主效基因,因此,挖掘细条病抗性基因具有重大研究意义,同时为抗性育种提供新的基因资源。本研究通过全基因组关联分析方法对207份水稻品种的细条病抗性表型的调控位点进行鉴定,分别利用一般线性模型(general linear model,GLM)和混合线性模型(mixed linear model,MLM)方法进行关联分析。GLM模型分析得到7个细条病抗性表型关联位点,分布于2号、3号、8号、11号和12号染色体,MLM模型分析得到4个细条病抗性表型关联位点。所获得的这些关联位点中有2个与前人鉴定的位点共定位,5个为新的细条病抗性关联位点。我们在两种模型分析所获得的相同的抗性表型关联位点中鉴定得到28个候选基因。这些基因为水稻抗细条病抗性育种提供新的基因资源,也为细条病抗性分子机制研究奠定基础。

加拿大法裔人群中与肥胖相关的高血压的全基因组连锁分析

原发性高血压是一种由多种机制共同作用的多基因疾病。由肥胖导致的病理改变是与其相 关的一个信号通路。我们主要研究高血压的一个亚型——肥胖相关的高血压,以寻找其致病基因。我们入 选了55个有两个患病同胞或者更多患者的家系,他们均来自于地理位置偏远的加拿大法裔人群,其中15个 家系的肥胖发病率较高(≥70％)。我们在所有的高血压家系和有高肥胖发病率的高血压家系中利用多位 点连锁分析方法进行全基因组扫描(GeneHunter 2．1;位点密度:10 cm)。在所有55个家庭的扫描中,我们 在1号染色体和11号染色体上分别发现了两个连锁值显著(LOD score=2．5)的位点D1S1597和 D11S1999。我们对仅患有肥胖高血压的家系进行扫描,在1号染色体的同一区域内发现连锁值最显著 (LOD score=3．1)的一个位点是D1S1597。然后我们又D1S1597周围的其他遗传标记进行基因分型,得到 了一个连锁更加显著的位点D1S2672(LOD score=3．5)。与肥胖高血压相关的许多候选基因都位于这个区 域,其中包括肿瘤坏死因子受体2(tumor necrosis factor receptor 2)和心房利钠肽基因(atrial natriuretic peptide genes)。这些结果表明,研究临床定义明确的高血压亚型可能有助于寻找、鉴定复杂性疾病的致病基因,例 如本研究中利用肥胖相关的高血压亚型。

长顺绿壳蛋鸡ATP2B2基因多态性及其对蛋壳品质的影响

为了探究钙离子转运ATP酶B2(ATP2B2)基因多态位点对长顺绿壳蛋鸡蛋壳品质的影响,本实验采用PCR产物直接测序和序列比对软件鉴定ATP2B2基因SNP位点,SPSS 22.0软件单因素方差分析检测SNP位点不同基因型蛋壳指标的差异。结果发现,3个SNP位点位于第4外显子的非编码区(UTR)、第15外显子的蛋白质编码区(CDS)和第25外显子的蛋白质编码区(CDS),分别为g.4030584 A>G、g.4144313 C>T和g.4193196 G>A,共存在6种单倍型和10种双倍型。卡方(χ^(2))检验结果表明:3个SNP位点所产生的基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。关联性分析研究的结果显示:g.4030584 A>G、g.4144313 C>T突变位点显著影响个体蛋壳强度;3个SNP位点联合产生的双倍型H2H4个体的蛋壳厚度显著高于H1H1、H1H2;H1H1个体的蛋壳强度显著高于H2H3、H2H5、H2H6。综上结果表明,g.4030584 A>G、g.4144313 C>T突变可能是影响蛋壳强度的标记位点,双倍型H2H4可能是影响蛋壳厚度的有利双倍型,H1H1可能是影响蛋壳强度的有利双倍型。

中国学者发现易患冠心病基因位点 携带者患病率高50%

如何判断什么人更易患冠心病呢?3月7日凌晨,国际著名学术期刊《自然·遗传》在线发表华中科技大学生命学院教授王擎等人合作的论文,论文运用全基因组关联分析法,首次在中国汉族人群中发现了与冠心病发病相关的易感基因位点。携带此基因位点变异者,患冠心病的风险比普通人高50%。

普通菜豆抗菜豆象性状的全基因组关联分析

普通菜豆(Phaseolus vulgaris)具有丰富的营养价值,菜豆象(Acanthoscelides obtectus)是危害菜豆的主要害虫,利用抗虫种质资源防治菜豆象是最安全且经济有效的方法。该研究利用改良的室内人工接虫方法,对625份普通菜豆种质资源进行2次菜豆象抗性重复鉴定,筛选出2份抗性稳定且种子受害率均在10%以下的高抗种质。利用种子受害率和蛀孔总数的表型数据,基于3767432个SNP标记进行全基因组关联分析,鉴定出15个与种子受害率相关的显著关联遗传位点,8个与蛀孔总数相关的显著关联位点,解释了4.54%–5.56%的表型变异。在候选位点筛选出包括编码蛋白酶抑制剂、凝集素和过氧化物酶等在内的20个与抗虫防御相关的候选基因。

IRF6基因rs642961位点多态性与非综合征性唇裂伴或不伴腭裂的相关性研究

目的探讨中国北方人群干扰素调节因子6(IRF6)基因rs642961位点多态性与非综合征性唇裂伴或不伴腭裂(NSCL±P)的相关性。方法收集中国北方人群88个病例核心家庭和116个正常儿童作对照,用四引物扩增受阻突变体系聚合酶链反应(tetra-primer ARMS-PCR)的方法,进行IRF6基因rs642961检测;用人群关联研究、传递不平衡检验(TDT)、单倍型相对风险率(HHRR)、家庭为基础的关联检验(family-based association test,FBAT)等进行统计分析。结果子代、父亲、母亲三个亚组人群的IRF6基因rs642961位点的基因型在NSCL±P组与对照组的分布差异具有统计学意义(P<0.05),OR值及其95%可信区间均不包含1,提示IRF6基因rs642961位点的变异能增加NSCL±P发病的危险。核心家庭资料TDT和HHRR的结果均显示有统计学差异(P<0.05),FBAT分析提示可能存在加性传递模式(P<0.05),进一步支持IRF6基因rs642961位点的突变和NSCL±P发生相关。结论在中国北方人群中,IRF6基因rs642961位点多态性与NSCL±P发病相关。

RTM-GWAS方法应用于大豆RIL群体百粒重QTL检测的功效

【目的】为全面解析大豆重组自交系群体中调控百粒重性状的QTL体系,将限制性两阶段多位点全基因组关联分析方法(RTM-GWAS)和不同定位方法进行比较、优选,为后续候选基因体系探索及分子标记辅助育种设计提供依据。【方法】利用以科丰1号和南农1138-2为亲本衍生的重组自交系群体NJRIKY的427个家系,通过由全基因组39353个SNP构建的3683个SNPLDB标记及3个环境下的百粒重表型数据,选用复合区间作图法(CIM)、基于混合线性模型的全基因组关联分析方法(MLM-GWAS)和RTM-GWAS 3种方法检测百粒重QTL,通过QTL数目和总的表型变异解释率比较检测功效,挑选最佳定位结果进行NJRIKY群体中的百粒重遗传体系解析。通过候选基因体系的功能注释,挖掘调控大豆百粒重的生物学途径。【结果】科丰1号与南农1138-2的百粒重差异较大,多环境平均数分别为9.0和17.9 g,遗传变异系数为12.4%,遗传率为85.4%,适用于百粒重性状的遗传解析。比较3种方法定位结果表明RTM-GWAS方法表现最佳,检测QTL数目最多(57个),解释表型变异最多(70.78%)。而CIM仅检测到14个QTL,解释了56.47%的表型变异,MLM-GWAS仅定位到6个QTL,解释了18.47%的表型变异。RTM-GWAS共检测到57个QTL,分布在19条染色体上,表型变异解释率为0.03%—7.57%,其中41个QTL覆盖了已报道的来自30个双亲群体的81个百粒重QTL,16个QTL为新发现位点,包含一个表型变异解释率大于3%的大效应位点Sw-09-2。此外,检测的57个QTL中有20个位点与环境存在互作效应。这57个QTL构成了影响NJRIKY群体百粒重性状的遗传体系。通过SNPLDB标记与预测基因内的SNP进行χ^2检验,共筛选到36个候选基因,其中4个候选基因来自大效应QTL,剩余32个候选基因来自小效应QTL。通过GO注释发现这些候选基因功能注释丰富,其中13个候选基因与籽粒发育直接相关,剩余的候选基因功能丰富,包含转运、转录调节因子等,表明不同生物学途径的基因共同调控NJRIKY群体中百粒重性状的表达。【结论】3种定位方法中,高效的RTM-GWAS方法检测到较为全面的NJRIKY群体的百粒重QTL,更适用于双亲RIL群体的QTL定位。不同功能的候选基因共同调控了复杂的百粒重性状的表达。