• 免費服務熱線
  • 400-065-6886
  • 電話:86(0)512-6295 9990
  • 傳真:86(0)512-6295 9995
新聞中心

祝賀!天昊SNPscan?高通量SNP分型技術助力客戶綿羊產仔數相關遺傳研究

發稿時間:2019-12-13來源:天昊生物

摘要:天昊客戶發表綿羊遺傳育種文章


由蘭州大學草地農業科技學院樂祥鵬老師課題組與甘肅農業大學動物科學技術學院、

青海大學農牧學院、甘肅省肉羊繁育生物技術工程實驗室等單位共同合作的研究成果近期發表在動物遺傳育種著名期刊《Animals》上,研究成果發現候選基因中有九個單核苷酸多態性與湖羊或小尾寒羊的窩產仔數顯著相關,可以作為有用的遺傳標記來改善窩產仔數的選擇。在這項研究中使用了天昊生物SNPscan?高通量SNP分型技術。在恭喜客戶發表文章同時,我們也跟大家分享一下文章的研究思路。

英文題目:Association of Polymorphisms in Candidate Genes with the Litter Size in Two Sheep Breeds

中文題目:兩個綿羊品種候選基因多態性與產仔數的關系

期刊名:Animals

影響因子: 1.832

發表時間:2019-11-12


研究摘要:

湖羊和小尾寒羊是中國飼養最廣泛和最著名的母羊品種,以早熟、常年發情和高繁殖力(每胎1-6只羔羊)著稱。因此,增加這兩個品種的產仔數對集約化養羊業至關重要。這項研究的目的是確定與綿羊產仔數相關的潛在遺傳標記,這些標記位于10個基因上。本研究采集了537只湖羊和420只一胎仔數小尾寒羊的血樣。湖羊和小尾寒羊的平均產仔數分別為2.21和1.93。用DNA混池測序法檢測了與卵泡發育和雌性生殖相關的10個基因中潛在的單核苷酸多態性。SNPscan?用于單獨基因分型。本實驗在10個候選基因中的九個(除了NOG)中78個可能的SNPs進行了檢測,共成功地鑒定出50個SNPs。質量控制后,湖羊42個SNPs和小尾寒羊44個SNPs最終用于進一步分析。關聯分析顯示6個基因中有9個SNPs與湖羊或小尾寒羊的產仔數顯著相關。兩個位點(LIFR: g.35862868C>T 和 LIFR: g.35862947G>T)單倍型的組合分析表明,在小尾寒羊中H2H3 (CTTT)單倍型組合產仔數比其余單倍型組合更多,也比單獨突變的多??傊?,本研究表明,6個基因中的9個重要的SNPs可以作為綿羊標記輔助選擇的有用遺傳標記。


研究背景:

產仔數是最重要的經濟特征之一,它對養羊業的盈利能力有顯著影響。如果確定了與產仔數相關的特定遺傳標記,那么標記輔助選擇可以用來改進產仔數的選擇。基因組選擇是有效的,但是在大樣本的情況下是非常昂貴的。在候選基因中發現與產仔數相關的單核苷酸多態性(SNPs)是在預算有限的情況下改善產仔數的另一種方法。眾所周知,排卵率和胚胎存活與綿羊產仔數直接相關。因此,掃描這些具有已知生殖生理功能的基因中的SNPs是一種有效的方法。根據現有文獻,選擇動物中具有已知生殖生理功能的10個基因(NGF、NTRK1、KIT、KITLG、LIF、LIFR、NCOA1、ADAMTS1、NPM1NOG)作為綿羊產仔數的潛在候選基因(圖1)。

圖1、十個候選基因的生殖生理功能


在中國,2017年家養綿羊的數量為1.1635億只,綿羊肉占反芻動物肉類產量的14.38%。湖羊和小尾寒羊是兩大綿羊品種,在我國廣泛用于集約化養羊系統(舍飼)。湖羊和小尾寒羊的估計庫存分別約為400萬和500萬只。這兩個品種通常作為雌性親本與優良公羊品種雜交來生產肉類。

盡管這10個基因在影響生殖生物學過程中的作用有相對明確的特征,但是對這些用于綿羊產仔數遺傳選擇的候選基因的評估還沒有廣泛和系統地進行,特別是在湖羊和小尾寒羊中。本研究假設上述10個候選基因中的潛在SNPs可能與湖羊和小尾寒羊的產仔數有關。因此,本研究的目的是掃描這10個基因中的SNPs,并研究湖羊(n = 537)和小尾寒羊(n = 420)的SNPs與產仔數的關系。本研究的發現可能作為湖羊和小尾寒羊的有用遺傳標記。                                                                                                                                                                                           材料和方法:

表型數據收集和DNA提?。?/b>

在本研究中,所有母羊(湖羊和小尾寒羊)在相同的管理條件下飼養,并于2014年9月至12月交配,2015年2月至4月,采集了957只母羊血樣并記錄已產仔數,其中湖羊537只,小尾寒羊420只。本實驗流程如圖2所示,湖羊和小尾寒羊產仔數記錄表型數據如圖3所示。湖羊的產仔數從1到5只不等,小尾寒羊從1到4只不等。湖羊和小尾寒羊的平均產仔數分別為2.21和1.93?;蚪MDNA用苯酚-氯仿法提取,然后溶解在雙蒸水中,在-20℃儲存。

圖2、實驗方案示意圖


圖3、湖羊和小尾寒羊產仔數的頻率分布


SNP檢測和基因分型

總共為兩個綿羊品種構建了10個DNA池,每個DNA池由10只個體組成,以鑒定所分析的10個基因中的潛在SNPs。如表1所述,這些個體是在所有不同的產仔數之間隨機選擇??偣苍O計了119對引物來擴增每個基因的所有外顯子和側翼區域,對PCR產物進行測序,通過對序列進行比較來檢測可能的SNPs。所鑒定的SNPs通過天昊生物SNPscan?高通量SNP分型技術分別進行基因分型,該方法基于連接酶連接和多重熒光PCR反應進行。從957個樣品中隨機選擇三個DNA樣品進行兩次基因型鑒定,兩個空白樣品(ddH2O)用于消除交叉污染。


表1、每個DNA池中的樣本構成在不同的產仔數之間維持平衡


群體參數計算與數據質量控制

利用SnpReady R包用于計算等位基因頻率、次要等位基因頻率(MAF)、多態信息含量(PIC)、預期雜合性(He)和觀察雜合性(Ho),并進行Hardy–Weinberg平衡檢驗。如果MAF < 0.05和/或嚴重偏離哈迪-溫伯格平衡(p < 0.001),則對這些SNPs進行排除不再進行進一步分析。


SNP關聯分析

使用線性模型來對單個SNP和每個綿羊品種產仔數的影響進行檢驗:L = 1n m + G + e

,其中L是產仔數的n × 1向量(湖羊,n = 537小尾寒羊,n = 420),1n是所有元素等于1的n × 1向量,μ是總體平均值,G是對應于SNPs的固定效應,e是隨機剩余效應的n × 1向量?;蛐烷g平均產仔數的差異用R包中的LSD最小二乘法檢驗。P < 0.05被認為是顯著的。P < 0.01被認為是非常顯著的。Bonferroni校正用于基因型組之間的多重測試。


單體型分析

在目前的研究中,只有每個綿羊品種同一基因中顯著關聯的SNPs被用來估計連鎖不平衡和單體型區塊的程度。湖羊的兩個顯著的SNPs和小尾寒羊的四個顯著的SNPs滿足這一前提,并且使用Haploview 4.2軟件估計顯著SNPs對和單體型區塊之間的LD程度。


研究結果:

基因分型和數據質量控制

通過DNA混池測序,在9個候選基因(除了NOG)中共鑒定出78個潛在的SNPs。

補充材料、10個候選基因中78個鑒定SNPs的信息(部分)


在評估引物后,78個單核苷酸多態性中的50個使用SNPs掃描方法進行了基因分型。在兩個空白樣品中檢測到三對技術重復的基因型相關系數等于1且沒有基因型信號,表明SNPscan?高通量SNP分型技術方法是可靠的。排除MAF < 0.05和/或嚴重偏離哈迪-溫伯格平衡(p < 0.001)的8個湖羊SNPs和6個小尾寒羊SNPs,最后總共42個湖羊SNPs和44個小尾寒羊SNPs被用于進一步分析(表2)。

表2、湖羊(HUS)42個SNPs和小尾寒羊(STH)44個SNPs的群體遺傳參數表(部分)

注:MA:次要等位基因;MAF:次要等位基因頻率;PIC:多態信息內容;He:預期雜合性;Ho:觀察雜合性;x2和p值表示哈迪-溫伯格平衡檢驗的卡方值和p值;“-”表示信息不可用。


與產仔數相關的SNPs

表3詳細說明了檢測的SNPs和產仔數之間的顯著關聯性。單個SNP關聯分析表明,湖羊的3個SNPs及小尾寒羊的4個SNPs是與產仔數顯著相關的,另外小尾寒羊中有2個SNPs是與產仔數為極顯著相關。其余36個SNPs與產仔數無顯著相關性。

表3、湖羊和小尾寒羊9個SNPs與產仔數的關系(部分)

.

9個重要的SNPs被映射到綿羊QTL數據庫(https://www.animalgenome.org/cgi-bin/QTLdb/OA/index),以更好地理解這些SNPs的潛在作用。9個SNPs被定位到13個與產仔數相關的數量性狀位點(表4)。SNPs和QTL之間的最近距離為1.8 Mb。

表4、湖羊和小尾寒羊與產仔數相關的9個顯著相關SNPs的數量性狀位點注釋


單體型分析

D′(r2)值是LD的一個指標,在本研究中進行了計算。D′(r2)分別為0.72 (0.34)和0.30 (0.04),表明湖羊有2個SNPs (ADAMTS1: g.127753565T>C和ADAMTS1:g.127754640T>G) (圖4A)和小尾寒羊有2個SNPs (NCOA1: g.31928165C>T和NCOA1:g.32140565G>A)(圖4B)都并不緊密連鎖。而小尾寒羊中的2個SNPs (LIFR:g.35862868C>T和LIFR: g.35862947G>T))是緊密連鎖的(圖4C,D′和r2分別為0.97和0.84)。在小尾寒羊中鑒定出一個單倍型區塊(圖4C),其中四個不同的單倍型是H1 (CG)、H2 (TT)、H3 (CT)和H4 (TG)。單體型頻率最高的是H1,占所有單體型的48.7%。H2是第二大比例,為47.1%,緊隨其后的是H3 (3.7%)和H4 (0.5%)(圖5)。由于低頻率的單倍型在統計分析中沒有意義,H4被排除在后續分析之外。關聯分析表明,單體型組合與小尾寒羊的產仔數顯著相關(表5)。H2H3 (CTTT)、H2H2 (TTTT)、H1H2(CTGT)個體的產仔數大于H1H1 (CCGG)個體。

圖4、ADAMTS1 (A)、NCOA1 (B)和LIFR (C)基因中顯著性SNPs的連鎖不平衡模式圖。紅色表示連鎖不平衡程度(D’值)



圖5、小尾寒羊兩個基因座(LIFR: g.35862868C>T和 LIFR:g.35862947G>T)的單倍型頻率

表5、小尾寒羊單體型組合與產仔數的關系表




結論:

本研究系統地研究了10個基因中潛在的SNPs作為綿羊產仔數增加的候選標記。對6個基因中的9個SNPs (KIT:g.70199073A>G, KITLG: g.124520653G>C, ADAMTS1: g.127753565T>C, ADAMTS1: g.127754640G>T, NCOA1: g.31928165C>T, NCOA1: g.32140565G>A, LIFR: g.35862868C>T, LIFR: g.35862947G>T 和NGF: g.91795933T>C)和2個基因座單倍型分析表明,H2H3 (CTTT)組合單倍型在小尾寒羊中產仔數比其他組合單倍型多,這9個SNPs可作為小尾寒羊和湖羊群體遺傳標記。


昊技術:




關于天昊

截止到20191月,天昊生物的SNP分型平臺共發表文章366篇,總影響因子1057。除了SNP分型外,我們還提供動植物拷貝數變異(CNV)檢測服務,歡迎聯系我們具體咨詢!

郵箱:[email protected] 

電話:400-065-6886



Copyright ? 2012-2020 天昊基因科技(蘇州)有限公司    All Rights Reserved    蘇ICP備17064027號-1
今天浙江11选5开奖结果85期