基于群体分化指数F_(ST)的绵羊全基因组选择信号检测

本研究基于苏尼特羊(n=66)、德国肉用美利奴羊(n=159)和杜泊羊(n=93)3个群体的Illumina Ovine SNP50芯片分型数据,借助群体分化指数FST法进行群体间选择信号的检测分析,应用生物信息学方法分析寻找选择信号区域内的重要基因。结果,共找到343个"离群"位点,通过基因注释找到这些位点对应的365个候选基因。其中部分基因与绵羊生长、繁殖及肉质性状相关,如IGF2PB3、IGF1R、BMP2、BMPR1B、CAPN3等,本研究结果也进一步验证了前期利用CNV和GWAS研究检测到的基因结果。通过GO分析发现,这些基因主要富集在新陈代谢和去甲基化等条目。通过群体分化指数FST能有效地检测到具有选择信号的基因,其中包括绵羊部分重要经济性状的候选基因,研究结果能为绵羊的育种提供参考。

基于群体分化指数FST的绵羊全基因组选择信号检测

对绵羊品种进行人为选育中,通过目标基因定向选择可增加群体中的等位基因优势。选择信号是一种在基因组上留下痕迹,在相关基因位点及DNA片段中呈现多态性降低、连锁不平衡值呈现升高或者基因的一种纯合,通过对多个群体进行信号检测,其主要的方法是群体分化指数(FST)法,此方式简单有效。该文主要通过基于群体分化指数FST对绵羊全基因组的选择信号检测进行分析研究,通过基因型检测、选择信号检测对其开研究检测,并获得相关结论。

利用AFLP技术研究海湾扇贝不同养殖群体的遗传结构及其分化

采用AFLP分子标记技术对我国海湾扇贝的4个不同地理群体共80个个体利用7对引物组合进行了遗传多样性分析.4群体的多态位点比例分别为:加拿大养殖群体48.8235%,墨西哥湾养殖群体49.2914%,秦皇岛养殖群体38.2353%,浙江养殖群体41.1765%.平均杂和度分别为0.1878,0.1886,0.1265和0.1618.遗传距离介于0.1188～0.0941之间.4个群体的Fst为0.1883.根据遗传距离绘制了UPGMA聚类图.4个群体间的遗传关系如下:加拿大群体和浙江群体聚为一支,墨西哥湾群体和秦皇岛群体聚成一支,最后这两支聚在一起.试验结果表明,经过长时间累代养殖的浙江、加拿大、墨西哥湾群体仍保持较高的杂合度,与引种时间最短的(2年)、最为接近美国自然群体的秦皇岛群体比较,以上3个群体没有出现多态位点比例和杂合度显著下降的现象.

中外猪种间生长发育相关的差异候选基因筛选

通过对我国地方猪种与国外猪种比较,筛选与生长发育性状相关的差异候选基因,探索猪种之间生长发育差异的分子机制。分别选择5头内江猪和大约克夏猪进行全基因组重测序,以10 kb滑动窗口和1 kb步长计算群体间遗传分化指数(Fst)平均值,并依据Fst筛选差异SNPs。最终在内江猪与大约克夏猪的比较中分别鉴定出48924个非同义SNP,它们高度影响2490个基因。同时,在乙酰辅酶A乙酰转移酶1(ACAT1)、胰岛素样生长因子受体2(IGF2R)和胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白3(IGF2BP3)基因中检测到3个非同义SNP,这可能影响乙酰辅酶A向乙酰乙酰辅酶A的转化和胰岛素信号通路的正常功能。本研究结果将为探索决定猪表型特征的遗传差异提供基础信息。

甘肃天水地区小麦条锈菌自然群体DNA指纹分析

对1997—1999连续三年采自甘肃省天水地区16个地点的244个小麦条锈菌分离系进行了PSR331S3/Bg1Ⅱ指纹分析,共鉴定出表现型185个,遗传多样性Shannon指数M=4.467, 加权修正值M*=0.9106,显现出高度的遗传多样性水平;其中三个主要采样点凤凰、甘谷和麦积山病菌群体M值分别为3.5720、3.0268和3.4186,加权修正值M*分别为0.9330、0.8513和0.8610。三个群体之间的遗传分化系数GST=0.03167,显示出较低的遗传分化水平。本文以多拷贝的RFLP标记为手段,揭示了小麦条锈菌作为一种活体寄生的远程气传病原真菌,其越夏栖息地关键区(天水地区)自然群体存在丰富的遗传多样性,不同海拔生境对病菌群体结构有显著的影响。但是,地区内亚群体间分化水平很低,表明区域内菌源交流十分频繁。

巨桉群体遗传结构分析

用20个10bp随机引物对巨桉11个种源80个个体进行了群体遗传变异的比较分析。共检测到149个位点,其中89个为多态性标记位点,总的多态位点百分率为59.73%。其种源内多态位点百分率(P)、香农信息指数(SI)及遗传分化指数(DC)值均较高,巨桉各种源内遗传变异性丰富;种源间遗传分化指数百分比(PDC)显示,PDC值介于1.52%～10.42%之间,说明巨桉种源间遗传变异较小,即种源群体的变异主要存在于群体内部。8号、10号种源内具有较高的遗传变异,3号和6号种源内的变异水平较低。这些为巨桉种源的选择提供了有利的遗传基础。

基于温带和热带玉米群体全基因组F_(ST)和XP-EHH的选择信号检测

【目的】玉米起源于热带地区,经过自然和人工选择,广泛的种植于温带地区。开花是玉米生长发育的中心环节,也是热带玉米向温带环境种植的主要适应性性状。鉴定玉米在驯化过程中出现的受选择基因区段,并进一步挖掘开花候选基因,为玉米的群体改良、开花遗传机理解析提供数据支撑。【方法】首先单独分析30份温带玉米自交系和21份热带玉米自交系的单倍型数据,通过过滤高缺失和等位基因频率较低的变异位点,得到高质量的SNP(single nucleotide polymorphism)标记,利用SnpEff软件对温带和热带玉米群体的基因组多态性位点进行了功能预测。其次过滤得到同时存在于温带和热带玉米的高质量SNP标记,对温带和热带玉米的基因型数据进行主成分分析(principle component analysis,PCA)以确定其群体结构,之后利用群体分化指数(fixationindex,F_(ST))和群体间扩展单倍型纯合度(cross population extended haplotype homozygosity,XP-EHH)法分析温带和热带玉米群体间的选择信号分布情况,选择F_(ST)和XP-EHH值的top 1%为阈值,筛选得到受选择位点。通过对SNP进行功能注释得到温热带玉米群体受到选择的基因。利用agriGO工具对候选驯化基因进行功能富集分析。利用相关的生物信息学数据库对候选基因进行功能注释,进一步鉴定玉米驯化过程中的开花候选基因。【结果】通过对温热带玉米群体的高测序深度的SNP进行分析,发现热带玉米群体的SNP数目为14 123 408个,温带玉米群体的SNP数目为8 791 673个,鉴定到的SNP主要分布于基因间区。2个群体中均存在的SNP标记数目是204 752个。主成分分析表明温带和热带玉米可以显著的分为两个类群。F_(ST)选择信号的top 1%是0.3593,共鉴定到557个候选驯化基因,XP-EHH选择信号法的top 1%是3.2681,共鉴定到1 913个候选基因。鉴定到多个候选基因与玉米的开花调控密切相关,包括ZmCCT9、COL1、GRMZM2G387528。如ZmCCT9抑制开花基因ZCN8的表达,导致玉米在长日照环境下出现晚花表型,是一个重要的开花调控基因;COL1与开花促进因子FT蛋白互作,加速玉米开花以适应长日照环境;GRMZM2G387528的功能注释揭示该基因是一个光敏色素互作因子,与光周期基因ZmphyB1互作。【结论】热带玉米群体具有更高的遗传多态性,筛选到一系列参与了热带玉米和温带玉米的分化候选基因,并且重点挖掘了参与其中的玉米开花调控相关基因。

基于线粒体Cyt b和COⅠ基因序列的华南鲤群体遗传结构分析

运用线粒体Cyt b和COⅠ基因序列测定技术,分析华南鲤(Cyprinus carpio rubrofuscus Lacepede) 3个种群的群体遗传结构及其变异。结果表明,海南鲤、珠江鲤、榕江鲤平均遗传距离分别为0. 003 1(Cyt b)、0. 003 0(COⅠ); 52尾个体分别检测出13(Cyt b)、12(COⅠ)个单倍型,总群体单倍型多样性(Hd)分别为0. 874(Cyt b)、0. 770(COⅠ),核苷酸多样性指数(π)分别为0. 004 15(Cyt b)和0. 003 38(COⅠ),平均核苷酸差异数(K)分别为3. 027(Cyt b)和1. 835(COⅠ)。构建NJ系统进化树发现,各种群间未形成明显的谱系结构,未发现明显的地理结构。海南鲤与珠江鲤、榕江鲤的分化约在2. 50万、2. 65万年前,而珠江鲤和榕江鲤之间的的分化年代约在1. 50万年前。珠江鲤和榕江鲤的遗传分化指数差异不显著,2个种群间的交流更加频繁。

一种快速挖掘鸡品种特征性SNP标记集合的方法

旨在建立一种快速挖掘鸡品种/品系特征性SNP标记集合的方法,实现通过少量SNP标记将目标品种/品系与其他品种/品系区分的目标。本研究以北京油鸡、京星黄鸡、7个山东地方鸡种、5个云南地方品种、藏鸡和白羽肉鸡专门化品系等19个品种/品系全基因组重测序数据为素材,通过群体分化指数分析后,提取MEAN_FAST≥0.65的SNP标记,进一步通过连锁不平衡分析提取独立SNP来缩减特征性SNP标记集合。随机选择6个品种/品系对该方法进行检验,结果表明,通过一次群体分化指数和连锁不平衡分析后进行位点筛选后,即可分别获得白羽肉鸡品系、京星黄鸡H系和京星黄鸡D2系的114、220和226个特征性SNPs位点,将目标品系与其它共18个代表性品种分开。对于在主成分和聚类分析中聚集在同一个分支的武定鸡和瓢鸡,通过该方法可分别获得204和178个特征性SNPs标记,将之与其它代表性品种分开。综上,通过本方法,可得到目标品种114~226个SNPs标记构成的集合,进一步利用主成分分析即可将目标品种/品系与其它代表性品种进行区分。该方法流程简便,获得的特征性SNP标记相对较少,有利于控制检测成本,可应用于地方品种或商业化品系的“分子身份证”构建,辅助种质资源保护和鉴定工作。

宽皮柑橘褐斑病抗性的全基因组关联分析

【目的】挖掘宽皮柑橘褐斑病抗性基因及抗病资源中的相关基因型,为柑橘品种抗褐斑病改良提供依据。【方法】在夏秋两季对136份宽皮柑橘离体叶片进行褐斑病病菌接种试验,将两次试验结果取交集,得到121份宽皮柑橘的褐斑病感抗结果。用121份宽皮柑橘表型对前人开发的CAPS进行验证,再对这121份宽皮柑橘的表型结果与利用简化基因组获得的SNP基因型结果进行主成分分析、GWAS分析和Fst分析,获得宽皮柑橘褐斑病抗性相关SNP位点。对通过GWAS获得的SNP进行基因型分析,在所有候选SNP的上下游25 kb范围内选取候选基因,根据phytozome注释对候选基因进行筛选。在感病资源‘秤砣红橘’和抗病资源‘新克里曼丁’接种褐斑病病菌24、48和72 h后,利用实时荧光定量PCR对筛选出的基因进行表达量分析。【结果】发现在121份宽皮柑橘中,温州蜜柑和克里曼丁类等67份资源表现抗褐斑病,大部分红橘和椪柑等54份资源感褐斑病。本研究发现前人开发的CAPS准确率为76.86%,其相关性为中等程度相关。以-log10(P)>4.5为标准,GWAS筛选出6个强关联SNP;以Fst>0.38为标准,Fst筛选出8个SNP。GWAS筛选出的6个SNP的基因型与宽皮柑橘抗褐斑病表现为强相关,其中位于3号染色体上24838146 bp位置处Ciclev10021676的SNP1基因型对宽皮柑橘抗褐斑病区分能力最强。从14个SNP中筛选出Ciclev10018604、Ciclev10023485、Ciclev10023486、Ciclev10024586和Ciclev10019874等5个基因。这5个基因在‘秤砣红橘’接种病原菌后表达量上调,且都在48 h后表达量达到最高,上调倍数高达90倍。【结论】通过GWAS挖掘出3号染色体上24838146 bp位置的SNP与宽皮柑橘褐斑病抗病性相关性最显著,相关系数为0.641。并且该位置的基因型能比较有效地将抗性资源和感病资源进行区分。挖掘到Ciclev10019874、Ciclev10018604、Ciclev10023485、Ciclev10024586、Ciclev10023486等5个调控宽皮柑橘抗褐斑病的候选基因。

大盘尚需整固 短线或有反复

股市中,投资者群体情绪的变动常常是戏剧性的,市场先生显得非常感性,很容易发生莫名其妙的波动。近期,不同板块走势分化就非常明显,可谓冰火两重天。例如,本月第一个交易日,在上证指数收涨0.82%的同时,深证成指还跌了0.57%。5月9日,上证指数盘中创出了年内新高3418点,即使午后冲高回落,收盘仍在中短期均线之上,而深证成指却在各条均线之下。

不同尾型绵羊全基因组选择信号检测

为研究不同尾型绵羊群体遗传分化程度,检测全基因组选择信号,以挖掘不同尾型绵羊重要性状相关的候选基因。本研究基于蒙古羊(短脂尾)和藏羊(瘦尾)群体的Illumina Ovine SNP 50K芯片分型数据,借助遗传分化系数FST法进行群体间选择信号检测,寻找选择信号区域内的重要基因,并对其中与脂肪代谢相关的基因PPARG、PDGFD在呼伦贝尔羊(大尾和小尾品系;肥尾)与藏羊(瘦尾)尾脂进行mRNA相对表达量研究。结果,(1)465个SNPs被选择,基因注释找到448个候选基因,筛选到50个与脂类代谢相关的基因,GO功能富集分析发现,主要富集在脂类生物合成过程、磷脂代谢、脂质结合等条目,此外发现4个基因(PPARG、RXRG、SLC27A2和ACSL6)富集到PPAR信号通路。(2)肥瘦尾之间,呼伦贝尔羊(大尾和小尾品系)PPARG和PDGFD基因表达量均显著高于藏羊(P<0.01),而大小肥尾之间,呼伦贝尔羊大尾品系PPARG基因表达量显著高于小尾品系(P<0.05),PDGFD基因表达量则无明显差异。通过FST法有效检测到受选择的基因,部分与绵羊重要性状相关,相对定量试验证明PPARG和PDGFD基因与尾部脂肪沉积密切相关,可以作为尾型选育的候选基因,为绵羊育种及改良提供重要参考。

基于全基因组重测序筛选绵羊经济性状候选基因

本文旨在通过全基因组重测序筛选绵羊经济性状有关的候选基因。利用小尾寒羊和萨福克羊各9个个体全基因组数据进行分析,计算群体分化指数(Fst)进行选择信号分析,对受选择区域进行基因注释和富集分析。共筛选出391个受选择区域(top5%ZFst值);基因本体富集(GO)分析显示,受选择的区域基因主要与G蛋白偶联的嘌呤核苷酸受体的活性和G蛋白偶联的核苷酸受体的活性有关(P<0.01);KEGG通路分析结果表明,这些基因显著富集在嗅觉传导、花生四烯酸代谢和系统性红斑狼疮信号通路(P<0.01)。ZFst值大于5的选择信号区域有51个(89个基因),其中注释到46个基因与生长发育、疾病和抗病、适应性、乳品质、生殖、毛和被毛颜色性状有关。研究结果为深入研究绵羊的经济性状形成的遗传基础和进行绵羊遗传改良提供科学依据。

利用可变窗口F_(ST)方法检测不同尾型呼伦贝尔羊尾部脂肪沉积相关基因

旨在挖掘控制绵羊尾型的候选基因,揭示绵羊尾部脂肪沉积机理。本研究利用呼伦贝尔羊两个不同尾型品系的288个个体,其中大尾羊142只和小尾羊146只,基于Illumina Ovine SNP 600KSNP芯片数据计算全基因组单点F_(ST)值。通过三次光滑样条估计方法确定可变窗口大小和数量,构建W统计量并进行统计检验,鉴定选择区段和注释相关基因。结果,在基因组范围内共确定了23 144个可变窗口,其中区间最大的窗口位于chr12:35 241 750~43 798 950bp处,其大小为8.56 Mb,并包含775个SNPs。经检测发现,27个窗口达到极显著水平(P<0.001),并鉴定了337个候选基因,其中22个是与已发现的脂肪代谢相关的基因。通过GO分析发现,这些候选基因主要富集在细胞内组成成分、有机氮化合物代谢过程以及小分子代谢过程等条目。通过可变窗口F_(ST)法能够有效检测到受选择的基因与绵羊尾部脂肪沉积相关。这些基因可以作为绵羊尾型选育的候选基因,为培育短尾绵羊提供重要依据。

未来五年中国生猪养殖趋势分析

中国社会财富的两级分化比较严重，但并不能磨灭人民的普遍生活水平一直在提高，只是幸福指数在降低而已。同样养猪业的两级分化也很严重，但整体养殖规模还是在上升通道之中，只是养殖群体的数量在减少而已。

全基因组选择信号解析野牦牛和天祝白牦牛的遗传差异

驯化、自然选择和人工选择都会在基因组上留下选择信号,研究这些选择信号是筛选功能基因的重要策略之一。本研究基于野牦牛(Bos mutus)和天祝白牦牛(Bos grunniens)的重测序数据,利用GATK(genome analysis toolkit)获得SNP(single nucleotide polymorphisms)变异位点,然后利用群体分化指数F_(ST)和Tajima’s D法分析两个牦牛群体的选择信号分布情况。选择F_(ST)值的top 5%和Tajima’s D值两端前2.5%(top 2.5%和bot 2.5%)作为选择阈值,将阈值以内的位点定义为强选择信号位点。经SnpEff注释后,利用F_(ST)选择信号方法筛选得到868个候选基因,GO分析富集到细胞增殖的正向调节、肌动蛋白细胞骨架组织、镁离子结合等肌肉相关条目。KEGG富集到肌肉发育相关通路与低氧适应相关的通路,包括MAPK信号通路、肌动蛋白细胞骨架的调节、PI3K-Akt信号通路、ECM受体相互作用、细胞周期、Rap1信号通路。Tajima’s D法分析结果显示,在天祝白牦牛基因组中筛选出377214个(Tajima’s D>1.97472)和539869个(Tajima’s D<-1.78003)个位点,分别注释得到38个和22个候选基因。在野牦牛基因组中筛选出413240个(Tajima’s D>1.85431)和332871个(Tajima’s D<-1.51231)位点,分别注释得到30个和24个候选基因。对两种方法筛选出的强选择信号重叠位点进行注释,分别在野牦牛和天祝白牦牛基因组上中得到90和83个候选基因,从中鉴定出2个驯化相关基因(SCRIB1、SNCA)、1个低氧适应相关基因(THADA)、2个毛色相关基因(MAPK3、NNT)。本研究通过F_(ST)和Tajima’s D法筛选到一系列与野牦牛和天祝白牦牛遗传分化和表型差异相关的基因和通路,为进一步研究牦牛基因组与表型之间的关系以及确定控制牦牛重要经济性状的基因提供理论基础。