利用SLAF-seq简化基因组数据挖掘甜橙果实品质性状基因

【目的】通过对240份不同甜橙资源群体利用SLAF-seq测序数据进行Fst与XP-CLR选择性清除分析,挖掘调控甜橙中优良性状的相关基因,为甜橙的分子育种工作提供重要参考。【方法】对国家柑橘种质资源圃(重庆)中保存的具有广泛遗传多样性和不同地理来源的240份甜橙种质资源进行SLAF-seq测序,获得全基因组范围内的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)基因型数据和单果重、果脐有无、可滴定酸含量等性状的表型数据,分析不同亚群之间Fst与XP-CLR数值。【结果】采用SLAF-seq技术对240份甜橙进行测序,共获得497.82 Mb短读数据,用BWA软件将测序数据比对到甜橙参考基因组上,取GATK和samtools两种方法得到的SNP标记交集,共得到1 467 968个SNP。利用Fst与XP-CLR分析筛选出了与甜橙果脐有无、单果重以及可滴定酸相关的候选基因。对受选择SNP位点附近区域进行基因注释,结果表明基因orange1.1g044639m和orange1.1g023641m参与编码生长素外排载体,可能与脐的形成相关;orange1.1g023641m在单果重性状中的Fst得分最高,其参与编码E3泛素连接酶,可能影响果实大小和重量,orange1.1g046891m可能通过调节碳水化合物的形成来影响果实重量;orange1.1g011684m编码丙酮酸脱氢酶二氢硫辛酰胺转乙酰基酶,其CDS序列发生碱基突变,可能影响了柠檬酸在不同品种间的含量;orange1.1g034502编码丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,基因注释功能与磷酸化/去磷酸化相关。【结论】本研究利用Fst方法对甜橙的SLAF-seq数据进行筛选。最终在甜橙资源的有无果脐、单果重和可滴定酸等性状上筛选出了6个相关的基因,可作为后期验证的候选基因,为甜橙品种的定向改良提供了依据。

五指山猪和杜洛克猪全基因组选择信号差异分析

旨在探究五指山猪和杜洛克猪免疫和脂质代谢相关基因的选择信号差异。本研究从海南国家级五指山猪保种场采集30头4月龄健康(10公,20母)五指山猪的耳组织进行全基因组重测序(whole genome sequencing,WGS),从NCBI数据库下载29头杜洛克猪全基因组重测序数据(SRA:PRJNA378496);通过生物信息学方法分析59个样本WGS数据的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNPs),进行SNPs过滤,定位SNPs在基因组的位置,分析其结构特征和基因型频率,并注释对应基因的功能;使用XP-CLR方法筛选五指山猪基因组受到强烈选择的区域,分析两个品种相关通路基因的功能差异。结果表明,五指山猪平均每个样本共筛选到36961902个SNPs位点,内含子区域分布最多,平均每个样本16729364个,约占45.26%,编码区(起始、终止密码子)平均有2073个SNPs;五指山猪受选择的基因组区域主要集中在免疫、代谢和神经功能相关通路;免疫反应通路中,9个基因(TGFBR2、IL26、IL15、BMPR2、TNFSF15、TNFSF4、TNFSF8、ACKR4、TNFRSF11B)功能区域SNPs位点在五指山猪中只存在一种突变纯合基因型,而在杜洛克猪大部分个体中存在3种基因型(野生纯合基因型、杂合子、突变纯合基因型),其中野生纯合基因型比例最高;脂类代谢通路中,关键调节基因IRS2、PRKG1、ADCY5的基因型频率与免疫反应基因类似。在五指山猪中突变纯合基因型比例为100%,在杜洛克猪中野生纯合基因型所占比例为48%~93%(14/29-27/29)。本研究筛选出与五指山猪免疫性状相关的候选基因9个、与脂类代谢相关的候选基因3个,发现五指山猪免疫、代谢和神经功能相关基因的受选择程度强于杜洛克猪,为揭示五指山猪特色性状形成的分子机制提供参考。