【摘 要】
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生长、屠宰和肉质性状是家兔重要的经济性状,鉴定与这些性状相关的分子标记和候选基因有利于家兔分子育种方法的构建,全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS)是大规模筛选分子标记的有效方法。本研究基于特异位点扩增片段测序(Specific-locus amplified fragment sequencing,SLAF-seq)技术对432只资源群个体进行简
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生长、屠宰和肉质性状是家兔重要的经济性状,鉴定与这些性状相关的分子标记和候选基因有利于家兔分子育种方法的构建,全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS)是大规模筛选分子标记的有效方法。本研究基于特异位点扩增片段测序(Specific-locus amplified fragment sequencing,SLAF-seq)技术对432只资源群个体进行简化基因组测序,获得覆盖全基因组的高密度单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)标记,分别以35d、42d、49d、56d、63d和70d的体重作为生长性状,84d宰前活重和全净膛屠宰率作为屠宰性状,84d兔肉的熟肉率和滴水损失作为肉质性状,分析每个SNP与目标性状的关联值和关联强度,并定位重要性状相关基因。最后选择ELMO1、LRBA和MCTP2等3个与生长相关的候选基因,在细胞水平验证其功能。本研究主要结果如下:(1)本试验以加利福利亚母兔和康大5系公兔为亲本,采用F2设计构建资源群,经杂交获得432只资源群个体;使用SLAF-seq测定资源群个体基因组,经生物信息学分析获得317503个高质量SNPs;所有SNPs总体上均匀分布于家兔基因组。进化和遗传结构分析表明资源群体构建成功。(2)本试验使用ADMIXTUR模型计算群体结构Q来控制群体分层。利用PLINK2软件,基于一般线性模型,对432只资源群个体家兔的生长、屠宰和肉质性状进行全基因组关联分析。Bonferroni法多重假设检验矫正发现:共有28个SNPs分别与35d、49d、56d、63d和70d体重显著相关(P<0.05);1个SNP与宰前活重显著相关,80个SNP与屠宰率显著相关;5个SNPs位点与熟肉率显著相关,10个SNPs与滴水损失显著相关。总共鉴定到111个与目标性状显著相关的分子标记。(3)使用Ref Seq家兔参考基因组及对应的基因注释信息,采用Snp Eff软件对与生长、屠宰及肉质性状显著相关的SNPs进行注释,共筛选出与生长、屠宰和肉质性状显著相关的SNP位点上下游各100kp范围内的基因98个(P<0.05),其中:与生长性状相关的基因有16个,与屠宰性状相关的基因有71个,与肉质性状相关的基因有11个。(4)基于全基因组关联分析结果,从16个与家兔生长性状显著相关的候选基因中,选择3个候选基因(ELMO1、LRBA、MCTP2)(P<0.05),进一步从细胞水平验证候选基因的功能。通过CCK-8法检测家兔骨骼肌卫星细胞(Skeletal muscle satellite cells,SMSCs)的增殖情况发现:与对照组相比,si RNA沉默和质粒载体介导的过表达ELMO1、LRBA和MCTP2基因分别对SMSCs的增殖有抑制和促进作用,但影响不显著(P>0.05)。在家兔的SMSCs分化过程分别沉默ELMO1、LRBA和MCTP2,发现骨骼肌分化标记基因MHC和MYOG显著下调(P<0.05);过表达ELMO1、LRBA和MCTP2,均使MHC和MYOG上调,其中过表达ELMO1使MHC和MYOG极显著(P<0.01)上调。表明ELMO1、LRBA和MCTP2对SMSCs的增殖和分化有促进作用,是维持SMSCs增殖和分化所必需的。综上所述,本研究通过SLAF-seq和生物信息学分析获得了覆盖家兔全基因组的群体遗传分子标记,经GWAS分析鉴定到与生长性状、屠宰性状和肉质性状等家兔重要经济性状显著关联的分子标记,并进一步对生长性状关联的ELMO1、LRBA、MCTP2等3个基因进行了功能验证,为家兔全基因组育种方法的研究提供了依据。
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