整合GWAS和eQTL先驗的綿羊部分肉用性狀全基因組選擇研究
發(fā)布時間：2021-01-20 09:23
遺傳進展與全基因組選擇（genomic selection,GS）的準(zhǔn)確性成正相關(guān),揭示綿羊肉用性狀的遺傳機理和提高GS的準(zhǔn)確性是肉羊遺傳育種研究的重要內(nèi)容。但當(dāng)前較高的測序成本和較低的經(jīng)濟回報限制了綿羊肉用性狀的遺傳機制解析以及GS在肉羊育種中的應(yīng)用。因而本論文對149個雜種綿羊個體（母本:美利奴×邊區(qū)萊斯特羊、庫普沃斯羊,父本:無角陶賽特、白薩�？耍┻M行高密度芯片（600K）分型后填充為全基因組單核苷酸多態(tài)位點（single nucleotide polymorphism,SNP）并對肌肉和肝臟進行轉(zhuǎn)錄組測序后進行三種分子表型（即基因表達量、外顯子表達量和可變剪切）定量分析、表達數(shù)量性狀基因座（expression quantitative trait loci,eQTL）分析、以及分子表型與肉用性狀的關(guān)聯(lián)分析以期初步解析綿羊肉用性狀的遺傳機理。在此基礎(chǔ)上,選用多品種綿羊群體（主要有美利奴羊、邊區(qū)萊斯特、邊×美雜種羊、無角陶賽特、白薩福克、無角陶賽特和白薩�？耍ǜ副荆┡c美利奴和邊×美雜種羊（母本）的雜種羊）通過整合全基因組關(guān)聯(lián)分析（genome-wide association s...
【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：130 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
全基因組選擇實施步驟注：SNP，單核苷酸多態(tài)性GEBV，全基因組估計育種值
蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文整合GWAS和eQTL先驗的綿羊部分肉用性狀全基因組選擇研究6果顯示，即便是1×LCSeq也可以取得很好的分型結(jié)果[22,25]。在大樣本群體中（如上萬個樣本）即便是0.1×測序，都能較為準(zhǔn)確的鑒定出變異位點[26]，因而通過LCSeq策略在群體水平鑒定變異位點是可能的。在豬的育種中，已有利用LCSeq策略進行分型的報道[22]。無論是何種低成本的全基因組分型技術(shù)，其基本的理論基礎(chǔ)都是利用最低的成本盡可能多的覆蓋群體所有的單倍型，爾后利用填充軟件進行填充。選擇分型需要解決兩個核心問題，一是選擇哪些個體進行測序；二是選擇的個體測序深度是多少。兩種分型策略有各自的優(yōu)缺點，基于核心個體的分型策略應(yīng)用較廣，如，在奶牛和肉羊的GS中廣泛采用這一策略。然而，基于LCSeq的分型策略與核心個體分型策略相比，有多個優(yōu)勢：①有較高的變異發(fā)現(xiàn)率；②能夠發(fā)現(xiàn)稀有變異；③基于LCSeq分型的價格并不比低密度SNP芯片分型的價格高，因而在將來的動物育種中可能還是以LCSeq分型為主。圖1-2低成本分型技術(shù)方案Figure1-2Technicalsolutionsoflow-costgenotyping1.3生物學(xué)先驗信息的類型整合生物學(xué)先驗GS研究的一個核心問題是選擇合適的先驗信息。隨著組學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從公開的數(shù)據(jù)庫或者課題組的積累獲得多維度的生物學(xué)先驗信息成為可能。理論上，任何能夠影響表型的各組學(xué)數(shù)據(jù)都能作為GS的生物學(xué)先驗信息，因而先驗信息可包括基因組、表觀組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、代謝組（圖1-3）以及功能注釋等信息；但與傳統(tǒng)的遺傳學(xué)研究不同，用于GS的生物學(xué)先驗信息
蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文整合GWAS和eQTL先驗的綿羊部分肉用性狀全基因組選擇研究7發(fā)現(xiàn)群體有它自身的要求。此外，根據(jù)中心法則，遺傳信息從DNA到RNA再到蛋白，遺傳信息從DNA到RNA是第一步也是最重要的一步，加上當(dāng)前動物育種中最常見、最常用的先驗信息為基因組和轉(zhuǎn)錄組水平的先驗信息。本小節(jié)主要綜述先驗發(fā)現(xiàn)群體的特點、基因組和轉(zhuǎn)錄組水平的先驗信息。圖1-3不同組學(xué)水平的可能的先驗信息[27]Figure1-3Thepotentialpriorinformation[27]1.3.1先驗發(fā)現(xiàn)群體與傳統(tǒng)的GS（見圖1-1）相比，整合生物學(xué)先驗信息的GS一般需要先驗發(fā)現(xiàn)群體、參考群體和驗證群體（見圖1-4），且要求這些群體相對獨立：即不同群體中的個體不存在全同胞或半同胞。先驗發(fā)現(xiàn)群體與參考群體使用相同的數(shù)據(jù)時會使GS出現(xiàn)較大的偏差。出現(xiàn)偏差的原因可能是沒有適當(dāng)考慮群體結(jié)構(gòu)或有選擇地使用了隨機事件中的信息。值得注意的是，這種試驗群體的劃分方式也會根據(jù)生物學(xué)先驗信息的來源不同而有所不同，例如，在整合注釋信息的生物學(xué)先驗時，由于注釋信息已知，因而并不需要專門的先驗發(fā)現(xiàn)群體。圖1-4整合先驗信息的全基因組選擇試驗群體Figure1-4Populationswhichwereusedtoincorporateprirorinformationtogenomicselection
【參考文獻】：
期刊論文
[1]豬肌肉糖原酵解潛力的影響因素及其營養(yǎng)調(diào)控研究進展[J]. 楊媛媛,李敬,趙青余,湯超華,張軍民,秦玉昌. 中國畜牧雜志. 2019(11)
[2]基因組選擇在綿羊育種中的應(yīng)用[J]. 趙志達,張莉. 遺傳. 2019(04)
[3]不同銅水平飼糧對舍飼灘羊生長性能、屠宰性能及肉品質(zhì)的影響[J]. 孫勁松,王雪,高昌鵬,李海慶,陳學(xué)英,田玉富,李作明,周玉香. 動物營養(yǎng)學(xué)報. 2019(06)
[4]基因組選擇在羊育種中的應(yīng)用研究進展[J]. 張統(tǒng)雨,魏霞,張勤,杜立新,王立賢,趙福平. 畜牧獸醫(yī)學(xué)報. 2018(12)
[5]Imputation from SNP chip to sequence: a case study in a Chinese indigenous chicken population[J]. Shaopan Ye,Xiaolong Yuan,Xiran Lin,Ning Gao,Yuanyu Luo,Zanmou Chen,Jiaqi Li,Xiquan Zhang,Zhe Zhang. Journal of Animal Science and Biotechnology. 2018(02)
[6]基因組選擇技術(shù)在農(nóng)業(yè)動物育種中的應(yīng)用[J]. 談成,邊成,楊達,李寧,吳珍芳,胡曉湘. 遺傳. 2017(11)
[7]Recent advances in understanding genetic variants associated with economically important traits in sheep （Ovis aries） revealed by high-throughput screening technologies[J]. Song-Song XU,Meng-Hua LI. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2017(03)
[8]肌肉pH變化及其意義[J]. 蘇建軍. 肉類工業(yè). 1997(02)
博士論文
[1]整合功能注釋的全基因組選擇和關(guān)聯(lián)分析方法研究[D]. 郝興杰.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]鈣調(diào)蛋白酶2、20S蛋白酶體和組織蛋白酶B+L對宰后豬肉保水性的影響[D]. 曾珍.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
碩士論文
[1]硒通過miR-365-3p靶向SelT調(diào)控雞骨骼肌發(fā)育機理的研究[D]. 邢夢媛.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
本文編號：2988792
【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：130 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
全基因組選擇實施步驟注：SNP，單核苷酸多態(tài)性GEBV，全基因組估計育種值
蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文整合GWAS和eQTL先驗的綿羊部分肉用性狀全基因組選擇研究6果顯示，即便是1×LCSeq也可以取得很好的分型結(jié)果[22,25]。在大樣本群體中（如上萬個樣本）即便是0.1×測序，都能較為準(zhǔn)確的鑒定出變異位點[26]，因而通過LCSeq策略在群體水平鑒定變異位點是可能的。在豬的育種中，已有利用LCSeq策略進行分型的報道[22]。無論是何種低成本的全基因組分型技術(shù)，其基本的理論基礎(chǔ)都是利用最低的成本盡可能多的覆蓋群體所有的單倍型，爾后利用填充軟件進行填充。選擇分型需要解決兩個核心問題，一是選擇哪些個體進行測序；二是選擇的個體測序深度是多少。兩種分型策略有各自的優(yōu)缺點，基于核心個體的分型策略應(yīng)用較廣，如，在奶牛和肉羊的GS中廣泛采用這一策略。然而，基于LCSeq的分型策略與核心個體分型策略相比，有多個優(yōu)勢：①有較高的變異發(fā)現(xiàn)率；②能夠發(fā)現(xiàn)稀有變異；③基于LCSeq分型的價格并不比低密度SNP芯片分型的價格高，因而在將來的動物育種中可能還是以LCSeq分型為主。圖1-2低成本分型技術(shù)方案Figure1-2Technicalsolutionsoflow-costgenotyping1.3生物學(xué)先驗信息的類型整合生物學(xué)先驗GS研究的一個核心問題是選擇合適的先驗信息。隨著組學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從公開的數(shù)據(jù)庫或者課題組的積累獲得多維度的生物學(xué)先驗信息成為可能。理論上，任何能夠影響表型的各組學(xué)數(shù)據(jù)都能作為GS的生物學(xué)先驗信息，因而先驗信息可包括基因組、表觀組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、代謝組（圖1-3）以及功能注釋等信息；但與傳統(tǒng)的遺傳學(xué)研究不同，用于GS的生物學(xué)先驗信息
蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文整合GWAS和eQTL先驗的綿羊部分肉用性狀全基因組選擇研究7發(fā)現(xiàn)群體有它自身的要求。此外，根據(jù)中心法則，遺傳信息從DNA到RNA再到蛋白，遺傳信息從DNA到RNA是第一步也是最重要的一步，加上當(dāng)前動物育種中最常見、最常用的先驗信息為基因組和轉(zhuǎn)錄組水平的先驗信息。本小節(jié)主要綜述先驗發(fā)現(xiàn)群體的特點、基因組和轉(zhuǎn)錄組水平的先驗信息。圖1-3不同組學(xué)水平的可能的先驗信息[27]Figure1-3Thepotentialpriorinformation[27]1.3.1先驗發(fā)現(xiàn)群體與傳統(tǒng)的GS（見圖1-1）相比，整合生物學(xué)先驗信息的GS一般需要先驗發(fā)現(xiàn)群體、參考群體和驗證群體（見圖1-4），且要求這些群體相對獨立：即不同群體中的個體不存在全同胞或半同胞。先驗發(fā)現(xiàn)群體與參考群體使用相同的數(shù)據(jù)時會使GS出現(xiàn)較大的偏差。出現(xiàn)偏差的原因可能是沒有適當(dāng)考慮群體結(jié)構(gòu)或有選擇地使用了隨機事件中的信息。值得注意的是，這種試驗群體的劃分方式也會根據(jù)生物學(xué)先驗信息的來源不同而有所不同，例如，在整合注釋信息的生物學(xué)先驗時，由于注釋信息已知，因而并不需要專門的先驗發(fā)現(xiàn)群體。圖1-4整合先驗信息的全基因組選擇試驗群體Figure1-4Populationswhichwereusedtoincorporateprirorinformationtogenomicselection
【參考文獻】：
期刊論文
[1]豬肌肉糖原酵解潛力的影響因素及其營養(yǎng)調(diào)控研究進展[J]. 楊媛媛,李敬,趙青余,湯超華,張軍民,秦玉昌. 中國畜牧雜志. 2019(11)
[2]基因組選擇在綿羊育種中的應(yīng)用[J]. 趙志達,張莉. 遺傳. 2019(04)
[3]不同銅水平飼糧對舍飼灘羊生長性能、屠宰性能及肉品質(zhì)的影響[J]. 孫勁松,王雪,高昌鵬,李海慶,陳學(xué)英,田玉富,李作明,周玉香. 動物營養(yǎng)學(xué)報. 2019(06)
[4]基因組選擇在羊育種中的應(yīng)用研究進展[J]. 張統(tǒng)雨,魏霞,張勤,杜立新,王立賢,趙福平. 畜牧獸醫(yī)學(xué)報. 2018(12)
[5]Imputation from SNP chip to sequence: a case study in a Chinese indigenous chicken population[J]. Shaopan Ye,Xiaolong Yuan,Xiran Lin,Ning Gao,Yuanyu Luo,Zanmou Chen,Jiaqi Li,Xiquan Zhang,Zhe Zhang. Journal of Animal Science and Biotechnology. 2018(02)
[6]基因組選擇技術(shù)在農(nóng)業(yè)動物育種中的應(yīng)用[J]. 談成,邊成,楊達,李寧,吳珍芳,胡曉湘. 遺傳. 2017(11)
[7]Recent advances in understanding genetic variants associated with economically important traits in sheep （Ovis aries） revealed by high-throughput screening technologies[J]. Song-Song XU,Meng-Hua LI. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2017(03)
[8]肌肉pH變化及其意義[J]. 蘇建軍. 肉類工業(yè). 1997(02)
博士論文
[1]整合功能注釋的全基因組選擇和關(guān)聯(lián)分析方法研究[D]. 郝興杰.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]鈣調(diào)蛋白酶2、20S蛋白酶體和組織蛋白酶B+L對宰后豬肉保水性的影響[D]. 曾珍.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
碩士論文
[1]硒通過miR-365-3p靶向SelT調(diào)控雞骨骼肌發(fā)育機理的研究[D]. 邢夢媛.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
本文編號：2988792
本文鏈接：http://www.wukwdryxk.cn/shoufeilunwen/nykjbs/2988792.html
最近更新
教材專著
