威宁牛和关岭牛Y染色体基因组遗传多样性研究

为了从全基因组水平上探究威宁牛与关岭牛Y染色体基因组遗传多样性及其父系起源,试验利用生物信息学方法对10头关岭牛公牛与20头威宁牛公牛进行全基因组重测序,并对其Y染色体雄性特异区(MSY区)进行扫描与分析,对获得的Y染色体基因组数据进行单核苷酸多态性(SNPs)位点分析,计算单倍型多样度和核苷酸多样度,利用MEGA 11-64软件中的NJ法构建Y染色体基因组系统发育树,并用Network软件绘制单倍型网络图。结果表明:共获得2 553个Y-SNPs位点。威宁牛和关岭牛的Y染色体基因组单倍型多样度分别为0.947±0.034和0.978±0.054,核苷酸多样度分别为0.322±0.045和0.020±0.004。10头关岭牛共定义7种单倍型,均属Y3单倍型组,具有Y3a和Y3b 2种亚单倍型组,其中Y3a为优势亚单倍型组,占比为90%,Y3b占比为10%。20头威宁牛共定义12种单倍型,属于Y1、Y2和Y3单倍型组,其中Y1占比为10%,Y2a占比为25%,Y3a(优势亚单倍型组)占比为45%,Y3b占比为20%。10头关岭牛与20头威宁牛均主要为瘤牛血统,且优势亚单倍型组一致,但威宁牛父系起源较为复杂。说明两个黄牛品种威宁牛与关岭牛均具有较丰富的父系遗传多样性,父系遗传结构有明显差异。

柴达木牛和蒙古牛Y染色体基因组遗传多样性与父系起源研究

旨在从基因组水平探究柴达木牛和蒙古牛的父系遗传多样性和起源进化关系。本研究采用全基因组重测序技术对柴达木牛品种5个不同地理群体共计22个个体和蒙古牛23个个体的Y染色体单拷贝基因区进行SNP扫描,使用生物信息学方法分析其父系遗传多样性和系统发育关系。结果表明,22头柴达木牛共定义了4种单倍型,其单倍型多样度为0.610±0.093,核苷酸多样度为0.074±0.015,而23头蒙古牛共确定了10种单倍型,其单倍型多样度为0.925±0.025,核苷酸多样度为0.137±0.013,表明柴达木牛相比蒙古牛其父系遗传多样性较低。构建的系统发育树和单倍型网络图表明,22头柴达木牛明显地分为Y1(18.2%)和Y2(81.8%)两个单倍型组,其中Y2为优势单倍型组,Y2单倍型组又包括Y2a(18.2%)与Y2b(63.6%)两种亚单倍型组,其中Y2b亚单倍型组占优势,表明柴达木牛有Y1与Y2两个父系起源;蒙古牛也拥有Y1(17.4%)和Y2(82.6%)两个父系起源,但Y2单倍型组以Y2a为主要亚单倍型组(47.8%)。上述结果表明,柴达木牛和蒙古牛具有相似的父系遗传组成,但考虑到柴达木牛的父系遗传多样性较低,故建议加大该品种内群体间种公牛的基因交流,提高其遗传多样性水平。本研究为明确柴达木牛和蒙古牛父系遗传差异,开展其种质资源的保护和开发利用提供了理论依据。

牦牛Y染色体基因组单纯型微卫星丰度分析

微卫星或简单序列重复(SSRs)广泛分布于真核生物基因组中,其在物种基因组结构组成和功能中发挥着重要作用。本研究以2021年报道的牦牛(Bos grunniens)Y染色体基因组序列为研究对象,利用生物信息学方法系统分析了其单纯型微卫星的丰度状况。结果表明,在牦牛Y染色体基因组(26.36 Mb)中共发现12699个1~6个碱基重复的单纯型SSRs,总长为0.33 Mb,平均长度为25.68 bp,相对频率和相对密度分别为481.77 loci/Mb和12371.73 bp/Mb,提示牦牛Y染色体基因组包含约1.25%的单纯型SSRs。6类单纯型SSRs在牦牛Y染色体上分布不均匀,其中二碱基重复的SSRs最为丰富,总数为5835个(45.95%),平均长度为27.82 bp,而单碱基和三、四、五、六碱基重复的SSRs所占比例分别为29.79%、9.66%、8.81%、5.57%和0.22%。不同类别的单纯型SSRs其不同重复单元的重复次数存在差异,其中以A、AC、AAC等为重复单元的单纯型SSRs在牦牛Y染色体上所含比例相对较高;各重复单元重复次数的范围分别集中在12~20次(单碱基)、7~21次(二碱基)、5~10次(三碱基)、4~8次(四碱基)、4~5次(五碱基)和4~8次(六碱基)。本研究结果为深入了解牦牛Y染色体基因组重复DNA序列组成和特征特别是单纯型SSRs的丰度状况提供了参考,为后续探明牦牛Y染色体基因组结构组成和发掘牦牛Y染色体特异性SSRs标记、构建Y染色体遗传图谱等奠定了基础。

郏县红牛Y染色体基因组遗传多样性与父系起源研究

本研究旨在从基因组水平研究郏县红牛Y染色体遗传多样性与父系血统来源,为郏县红牛品种遗传资源的保护与利用提供科学依据。利用全基因组重测序数据,对16头郏县红牛Y染色体基因组X-退化区单拷贝基因区进行扫描和分析,共覆盖到Y染色体上7个单拷贝基因。使用发表的5头黄牛Y染色体基因组单倍型作对照,构建郏县红牛Y染色体单倍型最大似然法(ML)系统进化树及网络图,结果表明:16头郏县红牛在Y染色体X-退化区单拷贝基因区域中共发现有178个位点具有多态性,涵盖7个Y染色体单拷贝基因;并定义了5种郏县红牛Y染色体单倍型,分别将其命名为JXR1~5,其中JXR4为优势单倍型,占50.0%;郏县红牛Y染色体单倍型多样度为0.717±0.095,核苷酸多样度为0.0618±0.0198;系统发育树和单倍型网络图表明,郏县红牛有Y2a、Y2b和Y3a 3种亚单倍型组,其中Y2b为主要亚单倍型组。本研究从Y染色体基因组水平证实郏县红牛有Y2和Y32个父系起源。