奶山羊低密度液相SNP芯片开发及有效性验证

为更好地了解奶山羊在世代更替中的遗传谱系,避免因错误谱系记录造成群体近交程度过高,本研究利用液相SNP芯片标记技术确立羊群遗传谱系及其亲缘关系。通过简化基因组测序,对25个不同种群的崂山奶山羊基因组DNA样本进行分析,挑选出1 792个SNP多态性位点,再通过靶向测序基因型分型,合成低通量的探针,最后对探针进行相应的捕获测试,开发出检测崂山奶山羊遗传基因的低密度液相SNP芯片。将该液相芯片应用于300只崂山奶山羊群体的血缘关系鉴定,与已知300只奶山羊系谱记录的亲缘关系进行对比,发现结果高度吻合,证明此芯片具有很高的准确性。本实验开发出均一性高、位点多态性好的低密度液相芯片技术,可专门用于崂山奶山羊亲缘关系鉴定,从而更好地指导奶山羊的选种选配。

基于SNP芯片分析徽县青泥黑猪遗传多样性和遗传结构

旨在分析徽县青泥黑猪遗传多样性和遗传结构,为其作为新遗传资源申报、保护与利用提供参考。本研究以甘肃省2个已知地方猪种(八眉猪、合作猪各20头)和待鉴定新猪种(徽县青泥黑猪28头)共68头猪为研究对象,利用“中芯一号”50K SNP芯片检测全基因组范围内单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNPs),采用多种软件分析徽县青泥黑猪遗传多样性、遗传结构、群体分化指数及亲缘关系。结果显示:共检测到55 156个SNPs,质控后剩余49 279个SNPs;徽县青泥黑猪的有效群体含量(N_(e))、期望杂合度(H_(e))、观察杂合度(H_(o))、多态标记比例(PN)和核苷酸多样性(Pi)分别为2.2、0.370 7、0.386 4、0.915 7、0.378 6,均高于合作猪和八眉猪,且徽县青泥黑猪的连锁不平衡系数较低,衰减速度较快;PCA显示,3个群体分别聚类,根据PC1(PC1>0)可将HX群体和HZ、BM群体区分开,进化树分析发现徽县青泥黑猪独自聚为一支,八眉猪和合作猪聚为另一大支,随后逐渐分离,群体结构显示,当K=3时,徽县青泥黑猪呈现出与八眉猪、合作猪不同的进化路线,但徽县青泥黑猪血缘较为混杂;徽县青泥黑猪与八眉猪、合作猪之间的群体分化指数分别为0.123 6和0.159 8,表明各猪种之间存在一定程度的遗传分化;IBS矩阵和G矩阵分析发现,徽县青泥黑猪大部分个体之间亲缘关系较远,少数个体亲缘关系较近。本研究基于“中芯一号”50K SNP芯片数据分析了徽县青泥黑猪的遗传多样性及遗传结构,发现徽县青泥黑猪遗传多样性高于八眉猪和合作猪,独立聚类,且与八眉猪、合作猪之间有明显的遗传分化,初步认为是甘肃地方新猪种,徽县青泥黑猪部分个体之间存在近交风险,需要加强保种,该研究为深入挖掘徽县青泥黑猪新遗传资源及合理保种利用提供参考。

基于70K SNP芯片评估牙山黑绒山羊保种群体的遗传结构

试验旨在探究牙山黑绒山羊核心种群的遗传多样性,分析群体遗传结构和群体内个体间的亲缘关系,并评估保种效果。使用GGP Goat 70K芯片对50只牙山黑绒山羊(公母各25只)核心群个体进行SNP分型,并使用Plink进行质控后,开展遗传多样性分析、群体亲缘关系分析以及群体家系结构分析。结果显示质控后共获得54668个SNPs位点用于后续分析。遗传多样性分析结果为:各标记位点的最小等位基因频率为0.2541,平均期望杂合度为0.3263,平均观察杂合度为0.3292,多态信息含量为0.3263,多态性标记比例为85.85%,表明牙山黑绒山羊核心种群遗传多样性丰富。群体亲缘关系分析结果表明:该群体的ROH平均长度为9.89 Mb,46.94%为5~10 Mb的片段,基于ROH的平均近交系数为0.0747,近交程度较低。主成分分析可见,该核心群可分为3个亚群;群体的平均IBS遗传距离为0.3090,与G矩阵结果相似度较高,说明个体间的亲缘关系较近。群体的家系结构分析结果提示公羊大致可分为3个群体,10个家系,与主成分分析结果一致;其中一个家系中公羊多达16只,揭示各家系间个体数差异明显,需增加小家系群体的留种率。综上所述:牙山黑绒山羊群体遗传多样性丰富,保种效果较好;群体近交程度较低,但个体间亲缘关系较近,公羊的血统数量较少,各家系间个体数差异明显;牙山黑绒山羊后期繁育需通过制定合理的选种选配方案,结合引入新的血统,扩大核心种群数量,增强其保种效果。

基于SNP芯片分析贵州地方鸡品种(类群)的遗传多样性

【目的】了解贵州地方鸡品种遗传多样性及确定品种间的遗传关系,为贵州地方鸡品种(类群)资源的保护和创新利用提供参考依据。【方法】采集香炉山鸡(SL)、瑶山鸡(YS)、黔东南小香鸡(XX)和威宁鸡(WN)共66份血液样本,基于京芯一号鸡55K SNP芯片对4个贵州地方鸡品种(类群)进行SNP位点检测,采用Plink v1.90、VCFtools v0.1.17和Admixture v1.3分别进行遗传多样性、群体结构及亲缘关系分析。【结果】4个贵州地方鸡品种(类群)的有效群体含量(Ne)介于3.1~3.2,且期望杂合度(He)均低于观察杂合度(Ho),多态信息含量(PIC)排序为威宁鸡(0.8583)>瑶山鸡(0.8350)>黔东南小香鸡(0.8123)>香炉山鸡(0.8001),均大于0.50,呈高度多态性,遗传多样性丰富。基于状态同源(IBS)遗传距离矩阵构建的系统发育进化树显示,香炉山鸡的分支最长、威宁鸡的分支最短。主成分分析(PCA)结果表明,4个贵州地方鸡品种(类群)间的界限分明,且各品种(类群)间无相互渗透现象;在Admixture祖代分析中,祖先集群数量(K)=2时,群体分群效果最佳,说明4个贵州地方鸡品种(类群)有2个共同的祖先。4个贵州地方鸡品种(类群)间的群体分化系数(Fst)接近0.05,说明群体间并未产生明显分化。4个贵州地方鸡品种(类群)的G矩阵亲缘关系分析结果和IBS遗传距离分析结果一致,香炉山鸡群个体间的亲缘关系和遗传距离最近,而威宁鸡群个体间的亲缘关系和遗传距离最远。【结论】4个贵州地方鸡品种(类群)遗传多样性较丰富,且品种(类群)间的界限明显,无相互渗透现象,但亲缘关系中有部分品种(类群)间存在近交风险,因此今后的育种工作应进一步改良香炉山鸡和黔东南小香鸡的配种方式,并适当增加群体数量及公母比例,以避免近交衰退。

SNP芯片评估欧拉藏羊群体遗传多样性和遗传结构

为了解欧拉藏羊群体的遗传多样性和遗传结构,利用SNP 50K芯片检测了45只欧拉藏羊(20只公羊、25只母羊)的SNP,并进行了血样DNA提取和检测、基因组DNA的SNA分型和数据质检、群体的PCA分析、近交系数分析、亲缘关系分析、遗传距离分析、家系构建分析。结果表明,45只欧拉藏羊共得到64 734个SNP标记,质检后符合要求的数量为57 066个,其中1号染色体上有6 170个SNP位点,24号染色体上有830个位点;45只欧拉藏羊共检测到380个ROH,ROH平均近交系数为0.034,其中公羊的平均近交系数为0.052,母羊的平均近交系数为0.018,说明欧拉藏羊的近交程度不太高。从家系构建分析可知,欧拉藏羊公羊群体可分为8个家系,有5个家系公羊只有1只。后期应加强后代的扩繁和选育,以保证血统的完整。

基于SNP芯片的丫杈猪保种群体遗传结构研究

旨在研究丫杈猪保种群体的遗传多样性、亲缘关系和家系结构。本研究采用“中芯一号”芯片检测了166头丫杈种猪的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP);利用Plink软件计算观察杂合度、期望杂合度、多态信息含量、最小等位基因频率,分析丫杈猪群体的遗传多样性;采用Plink软件构建状态同源(identity by state,IBS)距离矩阵和分析连续性纯合片段(runs of homozygosity,ROH),采用GCTA软件构建G矩阵,分析丫杈猪群体的亲缘关系;采用Mega X软件构建群体进化树,分析丫杈猪群体的家系结构。结果显示,166头丫杈猪共检测到45211个SNPs位点,通过质量控制的SNP位点有36243个;有效等位基因数为1.529,多态性信息含量为0.254,多态性标记比例为0.875,最小等位基因频率为0.233;期望杂合度为0.329,观察杂合度为0.344;状态同源平均遗传距离为0.2595,状态同源距离矩阵和G矩阵结果均表明大部分丫杈猪呈中等程度的亲缘关系;ROH片段共有3226个,其中40.96%的长度在0~100 Mb之间,基于ROH的平均近交系数为0.069;群体进化树结果表明,丫杈猪公猪被分为8个血缘,数量与传统系谱记录的相同,但血缘间有个体差异。综上所述,丫杈猪保种群的有效群体含量偏低,遗传多样性中等偏低,近交程度不严重,可引入或创建新血缘,扩大有效群体含量,提高群体遗传多样性。

基于高效SNP芯片的小麦产量相关性状全基因组关联分析

挖掘小麦产量相关性状的稳定关联位点,为相关基因克隆和分子标记辅助选择提供理论依据。本研究以248个中国北部冬麦区育成品种为材料,利用自主研发的Affymetrix BAAFS Wheat 90K SNP芯片对株高、穗长、小穗数、穗粒数、有效分蘖数、粒长、粒宽和千粒重共8个产量相关性状进行全基因组关联分析。共检测到158个与8个性状显著关联(P≤0.00001)的SNP位点,其中45个位点至少在两个环境中稳定表达,解释平均表型变异的3.60%~10.51%。在这45个位点中,有8个稳定关联位点与以往的研究结果一致;37个为新发现稳定位点,其中3个与株高稳定关联的位点,分布在7D染色体上,解释表型变异的3.60%~4.39%;9个与穗长稳定关联的位点,分别分布在1D、3A、5B和7D染色体上,解释表型变异的5.61%~8.42%;1个与穗粒数稳定关联的位点,分布在7D染色体上,解释表型变异的6.06%~7.22%;8个与有效分蘖数稳定关联的位点,分布在1B染色体上,解释表型变异的6.33%~8.73%;6个与粒长稳定关联的位点,分别分布在2A和5B染色体上,解释表型变异的5.45%~6.62%;7个与粒宽稳定关联的位点,分别分布在4B和5A染色体上,解释表型变异的6.90%~10.51%;3个与千粒重稳定关联的位点,分布在3A染色体上,解释表型变异的7.05%~7.69%;对稳定位点进行候选基因分析,筛选到45个候选基因,其中有功能注释的基因41个,其中4个位于基因内。

浦市黑猪保种群体基于SNP芯片的遗传结构分析

【目的】通过SNP芯片技术分析浦市黑猪群体遗传多样性和家系结构,为保护和利用浦市黑猪资源提供支撑。【方法】利用“中芯一号”50K SNP芯片,对79头成年浦市黑猪(10头公猪、69头母猪)进行SNP测定,采用多种分析软件(Plink、 Gmatix及Mega X)对群体遗传多样性和亲缘关系开展分析,进而构建群体家系结构。【结果】在79头浦市黑猪中共检出57 466个SNPs位点,平均基因型检出率为99.15%。遗传多样性分析提示SNP位点具有多态性,群体存在近交(有效群体含量Ne仅为1.5,且平均观察杂合度<平均期望杂合度)。群体平均状态同源(Idengtical by state,IBS)遗传距离为(0.294 9±0.072 6),公猪为(0.277 1±0.091 8),共检测到长纯合片段(Runs of hemozygosity,ROH)(29.60±16.12)个,其中长度在0~100 Mb的占40.5%,且群体基于ROH的平均近交系数为0.108。IBS距离矩阵、G矩阵结果以及群体ROH值的分析结果均反映出群体内个体之间存在较近的亲缘关系。根据群体进化树结果,将群体划分成2个含公猪的家系,以及1个不含公猪的家系。【结论】浦市黑猪群体家系少,各家系的个体数量差异大,近交程度高。因此,应注重引入或创建新的血统,扩大有效群体含量,降低近交系数。

基于SNP芯片的盆周山地猪群体选择信号分析

为了分析盆周山地猪群体的选择信号,本研究利用猪50K基因芯片,运用Tajima’s D方法分析盆周山地猪群体基因组上受选择的信号区域,并通过生物信息学分析筛选受选择的候选基因。结果表明,盆周山地猪群体基因组上受选择的区域有252个,这些区域共包含267个候选基因,其中,在猪上已注释的基因184个,如免疫性状相关基因MYO1G、CD86、IKF2,肉质性状相关基因PRKAG3、PRDM16、SND1,繁殖性状相关基因FSHR、LTF、AP3B1和生长性状相关基因SREBF2、SDC3、SLIT3。候选基因GO功能富集表明,这些基因参与了机体的免疫、行为、心管发育等生物学进程。KEGG信号通路分析发现,部分基因可能与催产素信号通路相关。本研究首次构建了盆周山地猪全基因组水平上的选择信号图谱,筛选了受选择的重要经济性状候选基因,研究结果为更好地保护、开发和利用盆周山地猪奠定了理论基础。

基于70 K SNP芯片分析济宁青山羊保种群体的遗传结构

旨在探究山东济宁青山羊保种群体的遗传多样性、亲缘关系及家系结构。本研究利用Illumina 70 K Goat SNP芯片对40只成年济宁青山羊全基因组范围内的SNP进行检测,利用Plink软件、GCTA工具和R语言,对济宁青山羊的遗传结构、亲缘关系和近交系数进行分析,以期揭示个体之间的亲缘关系。结果共得到67088个SNPs,个体的基因型检出率达到了98%以上;通过Plink(V1.90)软件质控,过滤掉一个样本,剩余的SNPs有57991个,其中85.5%的SNPs具有多态性;各位点平均有效等位基因数为1.697,平均多态信息含量(PIC)为0.283,最小等位基因频率(MAF)为0.293,群体平均观察杂合度(Ho)为0.409,平均期望杂合度(He)为0.418;济宁青山羊保种群体的平均状态同源(IBS)遗传距离为0.3334。23只种公羊的平均IBS遗传距离为0.3303,IBS遗传距离和G矩阵结果均表明部分种羊之间有亲缘关系。在40只个体中共检测到347个长纯合片段(ROH),基于ROH值计算的群体平均近交系数为0.0479,近交程度低,群体遗传多样性丰富。基于IBS距离矩阵、G矩阵,结合邻接系统发育树,以公羊间分子亲缘系数0.1为标准进行聚类,将23只公羊划分为14个家系。综上,济宁青山羊保种群体遗传多样性较丰富,近交程度低,保种效果良好,建议后续工作持续关注各家系数量,确保家系结构维持平衡。

基于16K SNP芯片的小麦株高QTL鉴定及其遗传分析

【目的】株高与产量之间关系密切。进一步挖掘具有育种利用价值的小麦株高数量性状位点(quantitative trait loci,QTL),并解析株高QTL对产量相关性状的遗传效应,为分子育种提供理论依据。【方法】以田间自然变异株msf为母本、小麦品种川农16为父本杂交衍生的F6代重组自交系群体(MC群体)为试验材料,于2020—2022年在四川省温江区、崇州市和雅安市试验基地进行2年5个生态环境点的种植和株高表型鉴定。使用16K SNP芯片所构建的高质量、高密度遗传连锁图谱定位株高性状。同时,利用株高主效QTL侧翼标记的基因型分析其正效应位点对于产量相关性状的遗传效应,评估主效QTL对产量提升的潜力。【结果】定位结果显示,分别在1A、3D、4D、5A和7B染色体共鉴定到8个控制株高的QTL。其中,定位到2个稳定的主效QTL:QPh.sau-MC-1A和QPh.sau-MC-5A,分别解释9.09%—25.56%和3.91%—13.09%的表型变异率,其正效应位点均来源于川农16。加性效应分析发现同时携带QPh.sau-MC-1A和QPh.sau-MC-5A正效应位点株系的株高显著高于仅携带单一正效应位点或没有携带任何正效应位点的株系。相关性分析发现,株高与有效分蘖数之间存在极显著的正相关性,与旗叶宽之间存在显著的负相关性,而与每穗粒数、每穗粒重、千粒重、旗叶长和开花期之间无显著相关性。遗传效应分析发现,QPh.sau-MC-1A正效应位点极显著增加有效分蘖数(56.51%),显著减少每穗粒数(-11.26%)、每穗粒重(-13.04%)、千粒重(-5.47%)和旗叶宽(-2.85%),促进开花期提前(-0.61%)。QPh.sau-MC-5A正效应位点显著增加有效分蘖数(10.57%)、每穗粒重(4.32%)和千粒重(2.92%),延迟开花期(1.07%)。【结论】在5A染色体定位到1个株高主效QTL—QPh.sau-MC-5A,其正效应位点显著提高有效分蘖数、每穗粒重及千粒重,对产量提高可能有积极效应。

基于55K SNP芯片揭示小麦育种亲本遗传多样性

为了解不同省份小麦亲本材料间的遗传多样性,以150份分布于安徽、江苏、河南、四川及山东等省份小麦种质资源为试验材料,利用小麦55K SNP芯片对其进行遗传多样性分析、聚类分析、主成分分析及群体结构分析。结果表明,在150份小麦材料中共检测到52,537个SNP位点,质控后共获得39,422个有效标记,其中多态性标记为38,135个,占有效标记数96.74%。多态性标记在亚基因组间分布呈现D(10,450)<A(12,365)<B(15,290);平均多态信息含量(PIC)为0.315,变幅为0.068~0.375。各省供试材料平均遗传距离呈现:河南省>四川省>山东省>江苏省>安徽省;聚类分析、主成分分析和群体结构分析结果高度一致,分群结果与血缘关系、区域来源及育成单位均较为吻合。本研究表明各省份平均多态性信息含量处于中度多态水平,但材料平均遗传距离较为接近,仍需引入优质种质资源,缓解材料同质化情况,增加小麦应对逆境胁迫能力,减轻小麦实际生产中的脆弱性及风险性。

基于SNP芯片分析新浦东鸡的遗传多样性和遗传结构

旨在探究新浦东鸡群体的遗传多样性、亲缘关系及家系结构。本研究采用“京芯一号”SNP芯片对368只新浦东鸡全基因组范围内的SNPs进行检测,对新浦东鸡的遗传结构、亲缘关系和近交系数进行了分析,以期揭示个体之间的亲缘关系。结果共得到55023个SNPs,通过Plink软件质控,剩余42267个有效SNPs,其中78%的SNPs具有多态性;各位点平均有效等位基因数为1.552,PIC为0.237,MAF为0.226,Ho为0.355,H E为0.353。新浦东鸡群体的平均IBS遗传距离为0.2809,110只公鸡的平均IBS遗传距离为0.2801。通过聚类分析(标准为亲缘关系系数大于等于0.1)构建新浦东鸡家系,110只公鸡被划分为32个家系。新浦东鸡个体ROH长度在0~350 Mb之间,其中,个体ROH长度在100~150 Mb内的个体数比例最大,基于ROH值计算的群体平均近交系数为0.155,近交程度较高。综上,本研究从基因组水平揭示了新浦东鸡的种群遗传结构和遗传多样性,可为后续的种群选育及开发利用工作提供参考。

利用高密度SNP芯片评估中国地方肉牛品种基因组亲缘关系

旨在在系统对比分析亲缘关系不同计算方法基础上探索适合我国肉牛地方品种的亲缘关系评估方法。本研究主要以柴达木牛等10个肉牛地方品种为研究对象,使用重抽样方法获得地方品种的模拟数据,以此为基础使用PCA聚类结果为参照,分别利用预测误差方差、广义决定系数、预测误差相关系数及SNP与QTL的连锁一致性程度系统对比了不同评估方法对地方品种亲缘关系的分类结果,并探索了遗传力因素对不同亲缘关系评估方法的影响。通过PCA分析可知10个肉牛地方品种可分为3大类,分别为北方牛品种(柴达木牛、西藏牛、蒙古牛以及延黄牛)、南方牛品种(文山牛、南丹牛以及雷琼牛)和西南牛品种(平武牛、凉山牛以及昭通牛),该分类结果与上述品种地理分布较为一致。与PCA结果对比发现,基于LD一致性的亲缘关系评估方法的评估结果与PCA聚类结果一致,且该方法能够使用皮尔逊相关系数量化品种间亲缘关系,具有较好的准确性。PEVD法、CD法与r法3种方法与上述方法相比评估群体间亲缘关系时容易受到性状估计育种值的误差方差影响,从而造成种间亲缘关系评估结果出现误差。评估结果影响因素分析发现,PEVD法、CD法和r法与PCA和LD一致性评估法相比,易受到评估性状遗传力的影响,评估结果稳定较差。而PCA和LD一致性评估法由于仅依赖基因组数据,不受到遗传力影响,能够更稳定的量化评估品种间亲缘关系,具有更好的可靠性。因此,基于LD一致性评估方法结果可准确量化评估肉牛品种间亲缘关系且评估结果稳定性较高。

SNP芯片评估柯尔克孜羊群体遗传多样性和遗传结构

旨在了解柯尔克孜羊群体的遗传多样性和遗传结构,有效地保护和利用其遗传资源。本研究利用绵羊SNP 50K v3芯片检测61只柯尔克孜种羊(31只公羊、30只母羊)个体的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP);Plink(V1.90)软件对数据进行质控,计算群体有效含量、多态标记的比例、观测杂合度、期望杂合度、多态信息含量、有效等位基因数、最小等位基因频率,分析群体的遗传多样性;Plink计算连续性纯合片段(runs of homozygosity,ROH)和近交系数FROH;构建状态同源距离矩阵(identical by state,IBS),并采用Gmatrix软件构建G矩阵,解析柯尔克孜羊群的遗传距离和亲缘关系;使用Mega X软件构建种公羊进化树,分析群体家系结构。结果显示,61只柯尔克孜羊共得到64734个SNPs标记,通过质检的SNPs为56763个;平均多态信息含量为0.273±0.112,平均观察杂合度和平均期望杂合度分别为0.368±0.140和0.368±0.130,平均最小等位基因频率为0.263±0.147。柯尔克孜羊群平均IBS遗传距离为0.294,G矩阵和IBS距离矩阵结果均表明柯尔克孜羊群个体间亲缘关系较远。61只柯尔克孜羊共检测到200个ROHs,67.5%的ROHs长度在1~5 Mb之间,56只柯尔克孜羊ROH长度在0~50 Mb之间。基于ROH的平均近交系数为0.00819±0.0188,其中公羊平均近交系数为0.00465±0.008,说明柯尔克孜羊群体的近交程度较低。进化树结果表明,柯尔克孜羊群目前有25个家系,大部分家系公羊数量太少。综上所述,SNP芯片评估柯尔克孜羊群体的遗传多样性和遗传结构,发现柯尔克孜羊群体遗传多样性较丰富,群体内近交程度低,虽然家系较多,但是每个家系种公羊数量太少,需要加强种公羊的后代选育,避免血统流失。

基于SNP芯片对陆川猪进行遗传多样性与遗传结构分析的研究

陆川猪是我国优良的地方品种,但由于非洲猪瘟的影响导致其养殖量急剧下降,对其进行种质资源保护刻不容缓。本研究旨在通过SNP芯片分析陆川猪遗传结构和遗传多样性,为该群体后续保种策略提供一定的参考。本研究基于269头能繁公母猪SNP芯片信息,分析该群体遗传结构、亲缘关系、家系划分以及近交系数。结果显示,该群体部分个体遗传关系较近,IBS遗传距离在0.09~0.31,平均值为0.25;通过聚类分析和G矩阵结果,将269头陆川猪分为3个家系,分别有9、3、6头公猪,母猪在家系间存在交叉;ROH分析发现该群体平均ROH长度为(503.77±8.89)Mb,主要分布在388~475 Mb,FROH主要分布在0.13~0.23,其平均FROH为0.21±0.004。研究表明,该群体陆川猪家系较少,ROH数量多且较长,近交风险较大,急需引入外源血统丰富其遗传多样性,并根据芯片结果,合理规划配种策略,降低群体近交水平。

基于高密度SNP芯片评估“科尔沁肉牛”遗传背景

该研究分析了“科尔沁肉牛”群体的遗传多样性和种群结构,以期为“科尔沁肉牛”新品种培育和后续遗传改良提供遗传背景支撑。试验使用Illumina Bovine HD BeadChip芯片对“科尔沁肉牛”群体(n=437)、华西牛群体(n=55)和美系西门塔尔牛群体(n=25)进行基因分型,对其遗传多样性参数和群体结构进行统计分析,并对比三个群体的连锁不平衡衰减情况。研究结果表明:(1)“科尔沁肉牛”群体内中高频(MAF≥0.3)标记的数量多于华西牛和美系西门塔尔牛群体,且“科尔沁肉牛”群体遗传多样性在三个群体内最高。(2)“科尔沁肉牛”群体和美系西门塔尔牛群体具有相似的遗传组成,与华西牛群体的遗传距离相对较远。从群体结构来看“科尔沁肉牛”群体内部分个体与美系西门塔尔牛群体遗传分化较差。(3)“科尔沁肉牛”群体远端标记的连锁能力在三个群体中处于比较低的情况。从整体来看,“科尔沁肉牛”与华西牛及美系牛之间存在明显的遗传距离。尽管科尔沁牛的选育工作正在持续进行,但相对于美系西门塔尔牛和华西牛,其选择强度仍有提高的空间。

基于SNP芯片分析邓川牛保种群体的遗传结构

为评价邓川牛保种个体之间的遗传结构,有效保护和利用纯种邓川牛种质资源,本研究使用牛100K SNP芯片对100头邓川牛(46头公牛和54头母牛)保种个体进行了单核苷酸多态性(SingleNucleotide Polymorphism,SNP)测定,通过Plink(V1.90)、GCTA(V1.94)、Mega X(V10.0)和R等软件对邓川牛遗传多样性、亲缘关系、近交程度及家系结构进行分析。结果表明,100头邓川牛保种群体的有效群体含量、平均最小等位基因频率、平均多态信息含量分别为2.6、0.221±0.145、0.244±0.117;邓川牛保种群体的平均观察杂合度、平均期望杂合度分别为0.313±0.147、0.321±0.145。群体平均遗传距离为0.2638±0.0244,46头公牛的平均遗传距离为0.2648±0.0219;状态同源(Identity by State,IBS)距离矩阵与基因组亲缘关系矩阵(G矩阵)分析结果均表明,邓川牛保种群大多数个体之间具有中等程度的亲缘关系。100头邓川牛个体共检测到3999个连续性纯合片段(Runs of Homozygosity,ROH),单个ROH长度集中在(1~5)Mb,占比87.02%,平均长度为(3.79±6.86)Mb,个体ROH平均总长度为(151.47±177.20)Mb。基于ROH的平均近交系数为0.046±0.054,其中46头公牛平均近交系数为0.049±0.051,说明邓川牛保种群具有较低水平的近交。聚类分析结果表明,邓川牛保种群体目前可分为16个家系,其中家系5~12和家系16中公牛数量仅有1头。综上所述,邓川牛保种群体多态性处于偏低水平,呈中等程度的亲缘关系,少数个体间出现近交,总体上整个种群近交水平较低,需加以维持,同时需引入纯种血缘,扩大核心群,以确保邓川牛种质资源的长期保存。

基于SNP芯片的云南玉米自交系遗传多样性和群体遗传结构分析

【目的】对107个云南玉米自交系进行遗传多样性和群体遗传结构分析,为云南省玉米种质创新、遗传改良、品种管理等提供理论依据,也为今后深入挖掘优良性状相关基因打下基础。【方法】以云南当地推广的107个优良玉米自交系为供试材料,以45个我国常用玉米骨干自交系作为杂种优势群划分的参照,在Axiom~?Maize56K SNP Array平台上利用玉米SNP芯片(56K)进行玉米全基因组扫描,并使用Treebest的NJ-tree模型构建系统发育进化树,利用GCTA(全基因组复杂性状分析)工具进行主成分分析,揭示其遗传多样性与群体遗传结构。【结果】从107个云南玉米自交系中检出5533个均匀分布的高质量SNP分子标记位点。基于这些SNP分子标记位点分析结果可知,107个云南玉米自交系的Nei’s基因多样性指数(H)为0.2981~0.5000,平均为0.4832;多态信息含量(PIC)为0.2536~0.3750,平均为0.3662;最小等位基因频率为0.5000~0.8178,平均为0.5744。群体遗传结构分析结果显示,K=6时△K最大即供试自交系可划分为六大类群,分别为塘四平头血缘类群、PB血缘类群、335母本血缘类群、自330和旅大红骨血缘类群及2个未知类群,无自交系划分到其他杂交优势群,其中,2个未知类群共37个云南玉米自交系,未能与我国目前已知的10个杂种优势群归在一类。主成分分析结果显示,107个云南玉米自交系与45个我国常用玉米骨干自交系能明显区分,大部分云南玉米自交系集中在我国常用玉米骨干自交系附近,但少数云南玉米自交系与我国常用玉米骨干自交系距离较远。【结论】云南地区玉米种质资源遗传多样性较丰富,含有多个杂种优势群,育种亲本遗传基础丰富,与我国常用玉米骨干自交系能明显区分,且部分与骨干自交系遗传距离较远,可创建新的杂交优势群,具有良好的应用潜力。

基于SNP芯片分析的蓝塘猪遗传群体结构

为了保护和利用蓝塘猪种质资源,采用Illumina CAUPorince 50K SNP芯片对139头蓝塘猪进行遗传群体结构分析。结果显示,SNP芯片基因型分型的平均检出率高达98.24%,表明该芯片适合应用于中国地方猪。蓝塘猪的平均遗传距离值为0.3326±0.0339,主成分分析和G矩阵结果表明部分种猪之间亲缘关系较近。139头蓝塘猪种猪可以分成5个家系,分别为家系A、B、C、D和E,其中家系A、B、C和D均有种公猪。蓝塘猪的Y染色体共有两种单倍型,其中家系A和B属于单倍型A,家系C和D属于单倍型B。在蓝塘猪中共检测到1 680个ROH片段,10~20 Mb长度的ROH数量最多、占44.52%,平均每个蓝塘猪的ROH数量为12.09(±5.90)个,平均总长度为246.90(±170.93)Mb。通过SNP芯片,从遗传水平反映了一个蓝塘猪种群的群体结构,为地方猪种的保种、开发与利用提供了有力工具。