畜禽全基因組關(guān)聯(lián)分析概述

顧京晶

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科技學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128；2.禽畜遺傳改良湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長(zhǎng)沙410128）

全基因組關(guān)聯(lián)分析是利用SNP分子標(biāo)記，借助統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)影響復(fù)雜性狀的遺傳變異進(jìn)行鑒定和分析的方法。現(xiàn)在豬、牛、雞、羊、馬等畜禽都有商業(yè)化的SNP芯片可以購(gòu)買使用進(jìn)行快速全基因組SNP分型，然后通過(guò)關(guān)聯(lián)分析尋找顯著標(biāo)記位點(diǎn)，在強(qiáng)顯著標(biāo)記附近確定候選區(qū)域，再精細(xì)定位尋找候選基因，并驗(yàn)證候選基因可靠性。

1 GWAS研究的特點(diǎn)和方法

GWAS研究的優(yōu)勢(shì)在于在資源家系、自然群體中都可進(jìn)行研究，根據(jù)研究的群體結(jié)構(gòu)不同，常見的分析方法可分為基于不相關(guān)個(gè)體的關(guān)聯(lián)分析（Unrelated individual based association study）和基于家系的關(guān)聯(lián)分析（Family based association study）；并且GWAS研究并不需要在研究前構(gòu)建任何假設(shè)，即不需要預(yù)先依據(jù)那些尚未充分闡明的生物學(xué)基礎(chǔ)來(lái)假設(shè)某些特定的基因或位點(diǎn)與復(fù)雜性狀相關(guān)聯(lián)。

2 GWAS方法的局限性

但GWAS方法也有一些問(wèn)題，如通過(guò)統(tǒng)計(jì)來(lái)分析遺傳因素和復(fù)雜性狀的關(guān)系，確定與特定性狀或復(fù)雜性狀關(guān)聯(lián)的功能性位點(diǎn)存在一定難度，同時(shí)也需關(guān)注調(diào)控區(qū)和轉(zhuǎn)錄區(qū)SNP，而由于大多數(shù)基因的功能暫未闡明，從而比較難于深入研究探討。同時(shí)等位基因、數(shù)量、類型、作用大小和變異頻率等，在不同性狀中可能具有不同特征。尋找到的SNP變異，可能只能解釋一部分特定表型出現(xiàn)的原因。另外，在一個(gè)群體中GWAS結(jié)果顯著的SNP在另外的群體中有時(shí)并不顯著。并且由于不同群體中可能具有不同的等位基因頻率，以及不同群體可能有著不同的連鎖不平衡區(qū)域LD。這些都是影響GWAS研究解讀和利用的眾多因素。

3 畜禽GWAS研究概述

以牛、豬、羊、馬、雞的GWAS為例：牛的商業(yè)化SNP芯片出現(xiàn)最早，在牛群體中GWAS研究較多，并且研究中使用的群體數(shù)目較大，目標(biāo)性狀多關(guān)注于產(chǎn)奶性能、繁殖性狀、健康性狀（結(jié)核病，乳房炎等）、肉質(zhì)和胴體性狀［2］。豬60KSNP芯片于2009年問(wèn)世，豬研究群體數(shù)目較少，但目標(biāo)性狀較多，主要涉及的性狀有肉質(zhì)和胴體性狀、繁殖性狀、免疫和抗病性狀和毛色性狀。羊的SNP芯片分為綿羊50KSNP芯片和山羊50KSNP芯片，主要關(guān)注產(chǎn)毛、疾?。ㄈ湎x抗性，佝僂癥）、角的有無(wú)等性狀。馬主要使用Equine SNP70芯片，主要涉及的性狀有疾病（侏儒癥、昆蟲叮咬綜合癥等），最佳運(yùn)動(dòng)距離等。雞主要使用Chicken 60K芯片，目標(biāo)性狀多關(guān)注生長(zhǎng)性能、產(chǎn)蛋性能和繁殖性能。

4 結(jié)語(yǔ)

GWAS關(guān)聯(lián)研究是通過(guò)鑒定經(jīng)許多代數(shù)傳遞后仍保留完好的相鄰近DNA變異之間的DNA片段，檢測(cè)在一個(gè)群體中疾病和等位基因的相關(guān)性的存在與否。值得注意的是，GWAS分析后采用多重假設(shè)檢驗(yàn)降低假陽(yáng)性關(guān)聯(lián)，由于校正過(guò)于嚴(yán)格，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致研究結(jié)果的假陰性升高，從而無(wú)法找到有意義的關(guān)聯(lián)突變。采用GWAS方法可以用于確定候選區(qū)域，進(jìn)而精細(xì)定位，尋找候選基因。今后在畜禽育種中，可進(jìn)一步尋找SNP標(biāo)記以及其他變異，確定功能和結(jié)構(gòu)變異，探索候選基因的調(diào)控與表達(dá)，從而應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中。