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      基于SNP 芯片挖掘伍隍豬新遺傳材料

      2022-08-13 02:57:20楊祎挺甘麥鄰沈林園
      中國畜牧雜志 2022年8期
      關(guān)鍵詞:基因組遺傳群體

      楊祎挺,甘麥鄰,劉 楊,辜 浩,沈林園,朱 礪

      (四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,四川成都 611130)

      伍隍豬主要分布于四川資陽市雁江區(qū),是內(nèi)江豬的“豪桿嘴”類群,自上個世紀初以其獨特的外型特征、優(yōu)良繁殖性能、超強適應(yīng)能力和優(yōu)秀的育肥效果被當?shù)厝朔Q為“伍隍老槽豬”,是我國優(yōu)質(zhì)的地方種質(zhì)資源。

      伍隍豬養(yǎng)殖歷史悠久。據(jù)《資陽縣志》記載,“解放前后資陽以飼養(yǎng)‘伍隍老槽豬’為主,1942 年以前,伍隍豬的主產(chǎn)區(qū)農(nóng)民以飼養(yǎng)“豪桿嘴”豬盛行,1942—1943 年及六十年代先后幾次引入內(nèi)江“獅子頭”豬來伍隍區(qū)以改善“豪桿嘴”的大型晚熟性能?!睋?jù)《雁江區(qū)志》(1986—2005)記載,1988 年內(nèi)江市畜牧部門組織26 名豬品種鑒定專家針對伍隍豬進行普查鑒定,將“伍隍老槽豬”命名為“內(nèi)江豬伍隍類群”。20 世紀90 年代有調(diào)查研究表明,伍隍類群豬在引入內(nèi)江豬血液成分后,經(jīng)過長期選育,目前無論在體形外貌、生長發(fā)育還是生產(chǎn)性能等方面都與內(nèi)江豬極為相似。

      由于資陽在1998 年以前一直歸屬于內(nèi)江市管轄,內(nèi)江豬的保種工作在省農(nóng)業(yè)廳和內(nèi)江市畜牧局的重視和支持下持續(xù)推進。但是1998—2000 年期間,資陽地區(qū)撤地建市,在之后的20 年時間里,脫離了內(nèi)江市管轄的伍隍豬類群既沒有被作為內(nèi)江豬“豪桿嘴”類群繼續(xù)保護,也沒有被作為獨立的品種資源而加以保護。

      本研究利用50K SNP 基因芯片,分別對伍隍豬和內(nèi)江豬保種群進行基因分型,通過多種分析軟件對2 個保種群群體遺傳多樣性、遺傳距離、遺傳結(jié)構(gòu)變化、遺傳進化關(guān)系進行分析,進而對伍隍豬種質(zhì)資源進行鑒定,為第3 次全國畜禽遺傳資源普查工作中伍隍豬遺傳種質(zhì)資源的保護與利用提供理論基礎(chǔ)。

      1 材料與方法

      1.1 實驗材料 實驗材料分別來自四川資陽市、內(nèi)江市、綿陽市多個公司保種場,其中伍隍豬豬場采集全保種群共計131 頭個體(包括7 頭公豬,79 頭母豬,45 頭后備母豬),內(nèi)江豬共采集全保種群共計156 頭個體(包括20 頭公豬,136 頭母豬)耳組織樣品。

      1.2 DNA 提取與基因分型 采用氯仿抽提的方法提取DNA,經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳后,通過紫外分光光度儀(NanoDrop2000)和凝膠成像設(shè)備(NewbioGi-1)對提取后的DNA 進行質(zhì)量檢測,經(jīng)過瓊脂糖凝膠電泳鑒定質(zhì)量符合分型標準后,送北京康普森生物技術(shù)有限公司進行豬“中芯一號”50K SNP 芯片分型。

      1.3 數(shù)據(jù)過濾與合并 使用Plink(V1.90)軟件對芯片數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)質(zhì)控,去除缺失率大于0.1、最小等位基因頻率(MAF)小于0.01、哈迪-溫伯格(Hardy-Weinberg)平衡檢驗<10的SNP,選擇常染色體的共有SNP 并使用R 語言提取2 個品種共有位點進行合并,用于后續(xù)分析。

      1.4 群體多樣性、主成分、親緣關(guān)系、進化樹分析 本研究使用Plink(V1.90)分析2 個品種多態(tài)性標記比例(The Proportion of Polymorphic Markers,PN,僅選擇常染色體中的SNP)、群體的期望雜合度(Expected Heterozygosity,He)、觀測雜合度(Observed Hetero zygosity,Ho);使用PopLDdecay軟件計算所有SNP 之間連鎖不平衡(LD)系數(shù)的均值(窗口值為200 kb),構(gòu)建LD 衰減圖譜;使用SNeP(v1.1)軟件計算2 個品種群體有效含量(Effective Population Sizes,Ne);使用Plink(V1.90)對伍隍豬與內(nèi)江豬混合群體質(zhì)控合并后的39 914 個SNP 位點進行主成分分析(Principal Component Analysis,PCA),參數(shù)為:--pca 5 header;將得到的eigenval 文件使用R(4.1.2)進行可視化?;贗BS(Identical by State)的遺傳距離分析和基于G 矩陣的基因組親緣關(guān)系分析能在不清楚群體系譜或祖代樣本的情況下對群體進行親緣關(guān)系分析。使用TASSEL 軟件計算親緣關(guān)系矩陣(G 矩陣),構(gòu)建IBS 距離矩陣,使用R(4.1.2)進行可視化,并使用Mega(v11.0.9)對IBS 距離矩陣以鄰接法(Neighbor-Joining,NJ)構(gòu)建進化樹。

      1.5 ROH 檢測及近交系數(shù)計算 基因組上的長純合片段(Runs of Homozygosity,ROH)是個體內(nèi)純合基因型的連續(xù)片段,它是由于親代將同源單倍型完整地傳遞給子代而產(chǎn)生。本研究使用DetectRUNS軟件包對伍隍豬與內(nèi)江豬進行全基因組ROH 檢測,檢測參數(shù)為windowSize=50,threshold=0.05,minSNP=30,ROHet=FALSE,maxOppWindow=1,maxMissWindow=1,maxGap=250000,minLengthBps=1000000,minDensity=1/100,maxOppRun=NULL,maxMissRun=NULL。通過如下公式計算個體ROH 的近交系數(shù)(F),最終使用DetectRUNS軟件包中的summaryRuns()函數(shù)進行結(jié)果整理。

      其中,k 是個體中ROH 的數(shù)量,L 是該物種常染色體基因組的長度(豬V10.2 版本基因組,常染色體長度約為2 450 713 kb)

      統(tǒng)計每個SNP 在各自豬群體內(nèi)參與組成ROH 的次數(shù)占樣本數(shù)的比例,并將高于45%的SNP 區(qū)域作為高頻ROH 區(qū)域,利用RCircos 包繪制2 個豬群體ROH 頻率在染色體上分布的Circos 圖?;诟哳lROH 區(qū)段的物理位置,利用Ensembl 基因組數(shù)據(jù)庫對捕獲的ROH熱點區(qū)域進行基因注釋,挖掘己報道的與豬重要經(jīng)濟性狀相關(guān)的功能基因。

      利用DAVID 數(shù)據(jù)庫對高頻ROH 區(qū)域注釋到的基因進行基因本體(Gene Ontology,GO)功能富集和京都基因與基因組百科全書(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析,當<0.05 時,則表示顯著富集。將顯著富集到生物學(xué)過程和信號通路的基因與豬數(shù)量性狀基因座(Quantitative Trait Locus,QTL)數(shù)據(jù)進行比對,獲得候選功能基因。

      1.6 選擇信號分析 本研究選用基于群體分化與基因組雜合度的2 種選擇信號檢測方法。使用Vcftools軟件分別對伍隍豬與內(nèi)江豬進行固定指數(shù)(Fixation Index,F(xiàn)st)分析與核苷酸多態(tài)性比值分析(πA/πB,π-ratio),窗口為1 000 kb,步長100 kb。對2 種方法篩選排名5%的候選選擇區(qū)域進行選擇信號的篩選。使用ANNOVAR進行基因注釋,利用David 在線軟件對提取到的受選擇區(qū)域候選基因進行GO 功能和KEGG通路富集分析。

      2 結(jié)果

      2.1 芯片數(shù)據(jù)質(zhì)控 本研究使用的50K 芯片包括57 466個位點,其在染色體上分布如圖1 所示。經(jīng)過SNP 缺失率、最小等位基因頻率、哈迪-溫伯格檢驗過濾后伍隍豬得到32 345 個有效SNP 位點信息,內(nèi)江豬得到39 914 個有效SNP 位點,合并提取28 754 個共有有效位點用于后續(xù)分析。

      圖1 SNP 在染色體上的密度分布條形圖

      2.2 伍隍豬與內(nèi)江豬群體多樣性、主成分分析與連鎖不平衡分析 如表1 所示,伍隍豬與內(nèi)江豬2 個品種間伍隍豬多態(tài)性標記比例高于內(nèi)江豬,伍隍豬He 與Ho 均低于內(nèi)江豬,表明伍隍豬群體內(nèi)遺傳變異大于內(nèi)江豬群體,保持了較高的群體遺傳多樣性。2 個品種群體有效含量Ne 如表2 和圖2A 所示,伍隍豬與內(nèi)江豬群體有效含量從前219 世代相對縮減了94.36%、96.68%。26世代往前伍隍豬有效個體數(shù)量大于內(nèi)江豬,26 世代以后伍隍豬有效個體數(shù)量小于內(nèi)江豬。

      表1 伍隍豬和內(nèi)江豬各世代的遺傳多樣性結(jié)果

      表2 伍隍豬和內(nèi)江豬群體有效含量

      PCA 分析結(jié)果如圖2B 所示,內(nèi)江豬與伍隍豬呈現(xiàn)明顯分離,2 個群體間具有單獨聚類,其親緣關(guān)系相差較遠,說明本研究所選擇的2 個保種群體是2 個獨立的群體,用于后續(xù)的群體遺傳結(jié)構(gòu)對比分析。

      在本研究中,2 個種群物理距離小于10 Mb 的SNP 被成對計算了LD 值(),每個群體不同SNP 間距的均值統(tǒng)計如表3 所示,同時,利用300 kb 距離內(nèi)的結(jié)果繪制了2 個群體的連鎖不平衡衰減圖,如圖2C 所示。從LD 總體趨勢上能夠看出,隨著SNP 在基因組上物理距離的增加,逐漸減小,同時,衰減的速度隨著SNP 間距的增加而下降。在本研究中,使用下降到0.30 對應(yīng)的標記間距作為LD 衰減距離,來衡量群體的LD 衰減速度,結(jié)果表明,伍隍豬LD 衰減最快,其次為內(nèi)江豬。

      表3 不同SNP 間距下2 個品種的連鎖不平衡程度

      圖2 伍隍豬和內(nèi)江豬群體有效含量、主成分分析與連鎖不平衡分析可視化

      2.3 伍隍豬與內(nèi)江豬親緣關(guān)系分析與NJ 進化樹構(gòu)建伍隍豬與內(nèi)江豬群體的IBS 距離值為0.119 4~0.370 9、0.130 0~0.342 6 之間,平均遺傳距離為0.264 3±0.011 3、0.274 9±0.007 2,表明2 個群體個體之間的平均遺傳距離較遠,且差異較大。其中7 頭伍隍種公豬平均遺傳距離為0.255 2±0.013 3,19 頭內(nèi)江種公豬平均遺傳距離為0.278 7±0.006 3,表明種公豬之間的遺傳距離均較遠。對于2 個品種整個群體的IBS 距離矩陣和G 矩陣親緣關(guān)系的可視化結(jié)果如圖3 和圖4 所示。2 個保種群體內(nèi)大部分個體間的親緣關(guān)系呈中等程度,而部分種豬之間的親緣關(guān)系較近,說明2 個保種群體均存在較大的潛在近交風(fēng)險。

      圖3 伍隍豬與內(nèi)江豬IBS 矩陣可視化

      圖4 伍隍豬(左)與內(nèi)江豬(右)G 矩陣可視化

      本研究利用個體間的IBS 值構(gòu)建了四川省8 個地方品種和1 個外國品種(NJ:內(nèi)江豬;WH:伍隍豬;QY:青峪豬;CH:成華豬;TP:四川藏豬;YN:雅南豬;LS:涼山豬;YC:丫杈豬;YY:大白豬)NJ 矩形系統(tǒng)發(fā)育樹(圖5A),結(jié)果顯示伍隍豬、內(nèi)江豬與其他6 個地方品種劃分為2 個支系,表明伍隍豬與內(nèi)江豬具有相對較高的遺傳相似度。單獨構(gòu)建伍隍豬和內(nèi)江豬2 個群體的NJ 系統(tǒng)發(fā)育樹如圖5B 所示,可見伍隍豬與內(nèi)江豬被劃分為2 個支系,且距離較遠,說明二者雖然存在聯(lián)系,但是為2 個獨立的群體。由圖5B、5C可知,伍隍豬和內(nèi)江豬均聚集10 個分支,代表2 個豬品種均含10 個家系。結(jié)合系譜信息分別對內(nèi)江豬與伍隍豬家系進行核對,結(jié)果與樹文件基本相符。

      圖5 基于IBS 親緣關(guān)系構(gòu)建的NJ 進化樹

      2.4 伍隍豬與內(nèi)江豬基于ROH 的近交系數(shù)分析 伍隍豬和內(nèi)江豬群體中分別檢測到4 282 個、4 652 個ROH。由圖6A 可知,其長度主要集中在0~4 Mb 以內(nèi)。伍隍豬ROH 的平均長度為5.65±4.18 Mb,個體的平均ROH 數(shù)量為32.69±17.52 個;內(nèi)江豬ROH 的平均長度為4.83±2.60 Mb,個體ROH 的平均數(shù)量為29.82±7.86 個。

      由表4 可以看出,伍隍豬基因組的最大F值為0.233 4,最小值為0.006 4,平均值為0.075 5±0.050 8;內(nèi)江豬基因組F的最大值為0.142 2,最小值為0.019,平均值為0.058 8±0.017 8,其中伍隍豬平均F值要高于內(nèi)江豬群體平均F值。對比表5 中2 個種豬群體的4 種近交系數(shù)發(fā)現(xiàn),伍隍豬群體中F組與F組在0.001 水平顯著相關(guān),F(xiàn)組與F組在0.001 水平顯著相關(guān);內(nèi)江豬群體中F組與F組在0.001 水平顯著相關(guān)。

      表4 基于ROH 的伍隍豬和內(nèi)江豬近交系數(shù)(FROH)

      表5 基于ROH 近交系數(shù)的FROH 相關(guān)性分析

      2.5 高頻ROH 區(qū)域及候選基因的鑒定 本研究選取45%作為高頻ROH 區(qū)域的閾值(圖6B),分別在伍隍豬、內(nèi)江豬群體中發(fā)現(xiàn)6 個、19 個高頻ROH 區(qū)域(表6),通過對高頻ROH 區(qū)域進行基因注釋,伍隍豬群體與內(nèi)江豬群體分別注釋得到的10、63 個基因,將注釋得到的基因與豬QTL 數(shù)據(jù)庫進行比對;伍隍豬比對得到候選功能基因CA3(表7),內(nèi)江豬比對得到候選功能基因和(表7)。

      表6 伍隍豬及內(nèi)江豬高頻ROH 區(qū)域

      表7 高頻ROH 注釋基因及候選基因

      圖6 伍隍豬和內(nèi)江豬ROH 分析

      2.6 伍隍豬與內(nèi)江豬選擇信號分析 本研究使用Fst 與π-ratio(πA/πB)2 種方法進行選擇信號檢測。計算伍隍豬與內(nèi)江豬Fst 和π-ratio 值以篩選2 個地方豬種正選擇區(qū)域,即Fst 和π-ratio 都在前5%的區(qū)域為共享差異選擇信號。伍隍豬與內(nèi)江豬Fst 和π-ratio 閾值為0.224 3、1.458 6,二者在豬基因組常染色體分布圖如圖7A、7B所示。其次結(jié)合Fst 與π-ratio 2 種方法的前5%的區(qū)域(圖7C),本研究發(fā)現(xiàn)140 個受到正向選擇的區(qū)域,其中5號染色體受選擇區(qū)域最多(22 個),10 號染色體最少(1個)。這些區(qū)域共發(fā)現(xiàn)368 個顯著SNP 位點。

      針對伍隍豬與內(nèi)江豬基因組受選擇區(qū)域的顯著SNP 位點進行基因注釋,受選擇SNP 成功落在125 個候選功能基因區(qū)域。通過針對候選功能基因區(qū)域的基因進行GO、KEGG 功能富集分析發(fā)現(xiàn):GO 富集分析富集到分子功能、細胞組分和生物過程3 大類(圖7D),共51 條GO 條目,其中有28 條通路達到顯著水平(<0.05)。成骨細胞分化負調(diào)控(GO:0045668);獲能過程中精子活力正調(diào)控(GO:0060474);C-AMP信號通路(GO:0019933)等與生長發(fā)育與能量代謝有關(guān)的通路被顯著富集;其中富集到了血管內(nèi)皮生長因子受體3 結(jié)合(GO:0043185)、淋巴管生成的正向調(diào)控(GO:1901492)、肥大細胞趨化的正向調(diào)控(GO:0060754)中,是重要的功能基因。KEGG 富集分析發(fā)現(xiàn)(圖7E),共有14 個通路被顯著富集(<0.05),TNF 信號通路(ssc04668)和白細胞遷移(ssc04670)與免疫調(diào)節(jié)相關(guān)。多個與繁殖性狀相關(guān)的基因例如:基因富集在卵母細胞成熟(ssc04914)中。

      圖7 選擇信號分析可視化

      3 討 論

      伍隍豬早期以“豪桿嘴”的形式存在,先前的研究報道描述豪桿嘴為嘴特長,額狹窄,額上皺紋少,但不深。由于地理相鄰,自1942 年以來資陽、資中先后多次引進近200 頭內(nèi)江獅子頭豬去改造當?shù)睾罈U嘴豬(即當時的伍隍豬)。早年產(chǎn)區(qū)習(xí)慣按頭型的特征劃分為獅子頭、二方頭、豪桿嘴3 個類型,往往忽視生產(chǎn)性能的選擇。實際上按頭式分類已出現(xiàn)很大變化,群體內(nèi)多采用獅子頭× 二方頭,而典型的豪桿嘴已十分少見。1978 年關(guān)于內(nèi)江豬外形的描述中已沒有關(guān)于豪桿嘴型的報道。先前的研究認為伍隍豬是內(nèi)江豬的一個類群,張成忠等研究發(fā)現(xiàn)伍隍豬與內(nèi)江豬極其相似,但由于資陽、內(nèi)江2 地選育目標和方式上的差異,導(dǎo)致伍隍豬類群產(chǎn)生自己的特點。馮保華等認為經(jīng)過長期的獨立選育,原來的豪桿嘴豬已消失,伍隍豬中的絕大多數(shù)個體是含內(nèi)江豬血液成分較多的“大二方頭”豬,他認為當前關(guān)于內(nèi)江豬的描述中僅包含二方頭及獅子頭2 種頭型的群體。本研究圖5 中所呈現(xiàn)的結(jié)果展現(xiàn)出伍隍豬與內(nèi)江豬雖然地理起源相近,即相鄰分布的品種之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系密切,但2 個群體在長期的遺傳選留中形成了地理同源的不同群體。

      從基因組的層面中,本研究中伍隍豬與內(nèi)江豬的PN 低于一些其他地方品種如巴馬香、金華豬和可樂豬等。伍隍豬以及內(nèi)江豬整個群體的Ho 都高于He,說明2 個品種經(jīng)過了閉鎖繁育后,其遺傳多樣性有所降低,且群體中可能混入了其他品種的血緣,需要繼續(xù)加以純化。另外群體的雜合性表現(xiàn)出較低的水平,這可能是由于近親繁殖或者基礎(chǔ)群個體來源有限所造成的,這也是在小群體的地方品種保種群中較為常見的特征。Ne能夠反映基因組遺傳多樣性與純合模式。通過基因組不同物理距離的位點間連鎖不平衡程度能夠推斷種群不同歷史時期的Ne,但由于Ne 的估計對于系統(tǒng)誤差較為敏感,當前世代的估計結(jié)果不準確,因此本研究僅計算不同群體在前219 世代到3 世代的Ne 值。結(jié)果表明,隨著時間的推移,所有群體的Ne 都在逐漸縮小,這也表明物種進化過程中,尤其是在選擇作用下,遺傳變異在不斷減少,遺傳多樣性同樣也在下降。外種豬則由于強烈的人工選擇,導(dǎo)致地方群有效群體大小不斷衰減,這與之前的研究報道相一致。中國地方豬不同品種間的LD 衰減與Ne 差異都非常大,說明不同地方豬品種間遺傳結(jié)構(gòu)與多樣性差異很大,這也與我國地理面積大、氣候環(huán)境多元化有關(guān)。歐洲豬的LD 值()普遍大于中國地方豬群,由于其遺傳背景不同,LD 衰減速度也存在很大差異。馴化選擇會導(dǎo)致群體遺傳多樣性下降,位點間的相關(guān)性(連鎖程度)加強。所以,通常馴化程度越高、選擇強度越大的群體,LD 衰減速度越慢。類似的,自然選擇、遺傳漂變導(dǎo)致的群體遺傳多樣性下降,也會減慢LD 衰減的速度。

      為了分析整個群體的遺傳背景差異程度,本研究使用鄰接法,并且基于IBS 距離矩陣對四川8 個地方豬種與1 個外國豬種進行聚類。結(jié)果顯示,伍隍豬與內(nèi)江豬相對于其他豬種在一個支系,這與先前的報道其血緣存在一定交流一致。但是伍隍豬與內(nèi)江豬2 群體內(nèi)部的NJ 進化樹顯示,伍隍豬與內(nèi)江豬屬于2 個獨立的品種,雖然存在血緣交流,但是遺傳距離較遠。針對2 個群體的家系分析表明,不同家系的公母豬數(shù)量和近交程度均不相同,且2 個群體在種豬數(shù)量中也不平衡。所以在后續(xù)的保種過程中,需要時刻關(guān)注平衡各家系種豬的數(shù)量,以免造成血統(tǒng)流失,維持一個平衡的家系結(jié)構(gòu)。

      ROH 是一種普遍的遺傳現(xiàn)象,在不同種群基因組上廣泛存在,而ROH 作為一種反映群體基因組結(jié)構(gòu)特征的遺傳參數(shù),又具有群體特異性。ROH 可以指示親緣的遠近和近交的歷史,ROH 片段越長,家系內(nèi)存在近世代近交的可能性越高。本研究結(jié)果表明伍隍豬ROH的平均長度相較于內(nèi)江豬更長。在過去幾十年里,歐洲現(xiàn)代品種豬占據(jù)著中國養(yǎng)豬業(yè)的統(tǒng)治地位,導(dǎo)致中國地方豬的養(yǎng)殖數(shù)量顯著減少,伍隍豬、內(nèi)江豬的種群規(guī)模也因此受到影響。在本研究中,伍隍豬、內(nèi)江豬樣品采集于保種場,種群數(shù)量有限,從而導(dǎo)致近世代較高程度的近交。近交使得群體的遺傳變異減少,多樣性降低,是影響基因組純合性的一個重要因素。在缺乏基因組數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)育種中,往往只能通過個體的系譜記錄計算通徑系數(shù)來估計近交。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn),基于ROH 計算的近交系數(shù)(F)與基于系譜信息的近交系數(shù)間的相關(guān)系數(shù)隨著ROH 長度的增加而提高,在群體系譜信息不全的情況下,F(xiàn)可以替代系譜信息來評估近交程度。伍隍豬、內(nèi)江豬豬保種場早期的豬主要從主產(chǎn)區(qū)及周邊長期從事地方豬飼養(yǎng)的農(nóng)戶收集而來,系譜信息不全,因此需要通過基于ROH 的近交系數(shù)(F)來評估其近交程度。本研究基于ROH 計算了每個豬群的近交系數(shù),2 個豬群中內(nèi)江豬的近交程度較低,伍隍豬的近交程度較高,這也可能與伍隍豬公豬數(shù)量較少有關(guān),由于在伍隍豬群體組建時缺乏足夠公豬血緣導(dǎo)致的伍隍豬近交系數(shù)較高。

      本研究對2 個群體ROH 高頻區(qū)域進行了注釋分析,通過將注釋分析得到的基因與豬 QTL 數(shù)據(jù)庫進行比對,鑒定到1 個伍隍豬候選功能基因和5 個內(nèi)江豬候選功能基因,基因與豬肉24 h 電導(dǎo)率、解凍損耗、肌內(nèi)脂肪含量、后腿質(zhì)量有關(guān),基因影響虹膜色素沉著,基因影響豬的體長,INTU 基因與仔豬出生窩重有關(guān),基因影響3~4 肋間背膘厚度及瘦肉率,基因與豬日增重有關(guān),而注釋到的基因主要圍繞肉品質(zhì)性狀、生長性狀相關(guān)。

      先前的研究發(fā)現(xiàn),地方豬在長時間的自然選擇和人工選擇中存在大量的受選擇信號,例如劉刁在深縣豬種進行全基因組選擇信號檢測,發(fā)現(xiàn)了多個與深縣豬肉質(zhì)、繁殖及免疫相關(guān)的候選基因。路玉潔等在6 個地方品種中發(fā)現(xiàn)了多個與產(chǎn)仔相關(guān)的功能基因。本研究利用Fst 與π-ratio 對伍隍豬群體與內(nèi)江豬群體進行了群體間全基因組信號檢測與生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn),基因在精子生成中與精子獲能相關(guān),這與在長期自然選擇中中國地方品種優(yōu)異的繁殖性能有關(guān)。顯著富集在黃體酮調(diào)節(jié)卵母細胞成熟(ssc04914)過程中,間接說明在上世紀40 年代引入內(nèi)江豬改良伍隍豬群體性成熟性能,經(jīng)歷長期選擇后在基因組中表現(xiàn)出了強選擇信號。基因在先前的研究證明與肌肉有氧運動有關(guān),在肌肉的生長發(fā)育過程中,基因在雞的胸肌衛(wèi)星細胞中高表達證明了其與肌肉的生長相關(guān),這二者共同富集在了血管內(nèi)皮生長因子受體信號通路中表明,伍隍豬的肉質(zhì)表型在長期的人工選擇中收到了正向的選擇。富集在生長激素的合成、分泌和作用(ssc04935),這說明了伍隍豬重點選留其生長性能表型,與早期研究中闡明伍隍豬育肥性能弱于內(nèi)江豬相符。淋巴管生成的正向調(diào)控(GO:1901492)和白細胞跨內(nèi)皮遷移(ssc04670)均與免疫相關(guān),這也為中國地方品種耐受力高提供了佐證。

      4 結(jié) 論

      本研究對伍隍豬與內(nèi)江豬進行全基因組SNP 芯片分型后發(fā)現(xiàn),伍隍豬作為一個優(yōu)良地方品種,其與內(nèi)江豬雖然存在基因?qū)用娴慕涣?,但是從群體遺傳學(xué)與進化的角度分析顯示伍隍豬是獨立于內(nèi)江豬外的一個獨立群體。綜上所述,為了預(yù)防我國優(yōu)質(zhì)種源丟失,需盡快針對伍隍豬地方種群進行保種措施,以確保品種遺傳資源的長期保存。

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