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绵羊属于典型的季节性繁殖动物,在光照逐渐缩短的秋冬季节开始性腺活动,在冬春之交时结束,其繁殖活动具有明显的节律性。哺乳动物体内绝大多数节律性生物学活动均存在生物钟(近日节律),并由多种具有节律性表达特征的基因(钟基因)调控,迄今为止,已经被发现的核心生物钟基因包括Clock、Bmal1、Cry1/2、Per1/2/3 等。基于上述背景,本研究结合实验室前期对89只小尾寒羊重测序结果,以Clock、Cry1和Cry2基因6个多态性位点为研究对象,利用Sequenom MassARRAY(?)SNP技术对常年发情绵羊品种(小尾寒羊、湖羊和策勒黑羊)和季节性发情绵羊品种(滩羊、苏尼特羊和草原型藏羊)进行分型检测,并进行相关群体遗传学分析及与小尾寒羊产羔数的统计学关联分析;在此基础上,结合实验室前期研究数据,以Clock、Cry1/2和Per1/2/3共6个关键生物钟基因共21个位点的多态性位点数据为研究对象,通过两种不同的决策树机器学习模型(Random Forest和XGBoost),比较探究各个位点中与小尾寒羊产羔数最为显著关联的位点;此外,以Clock、Bmal1、Cry1/2和Per1/2共6个关键生物钟基因为研究对象,利用qPCR技术探究其在小尾寒羊和苏尼特羊公羊繁殖相关组织中(大脑、小脑、下丘脑、垂体、睾丸、附睾、输精管和肾上腺)的表达特征。主要研究结果如下:1、群体遗传学分析表明,除Cry1基因g.175357583C>T位点外,其余位点在不同发情模式绵羊品种间的基因频率和等位基因频率均达到差异极显著水平(P<0.01),6个多态位点在大多绵羊品种中均表现为中度多态(0.250.05),关联性分析显示6个位点与小尾寒羊产羔数均无显著关联。2、决策树机器学习模型分析表明,针对本试验绵羊群体,当Ntree为200,000,mtry 为 0.1 时,Random Forst 预测误差达到最小值;当 nround 为 2,000,colsample为0.8时,XGBoost模型预测误差达到最小值。Random Forest模型分析表明:Cry1基因 g.175355119T>C 位点、Per2 基因 g.2852655 T>C 位点、Per3 基因g.43677274 T>C 位点、Per1 基因 g.27346502 A>G 位点和Cry1 基因g.175357583C>T位点在所有多态位点中变量重要性值排名前5。XGBoost模型分析显示:Cry1基因g.175355119T>C位点、Per2基因g.2852655 T>C位点、Clock 基因 g.70875941C>T 位点、Per1基因 g.27346502 A>G 位点和 Clock 基因g.70873128G>A位点在所有多态位点中变量重要性值排名前5。Cry1基因g.175355119T>C位点在两种不同的决策树模型分析中评分均排名第一。3、Clock、Bmal1、Cry1/2和Per1/2共6个基因在小尾寒羊和苏尼特羊公羊8个组织中均检测到表达,小尾寒羊下丘脑、垂体和附睾中Clock基因表达量显著高于苏尼特羊(P<0.05),小尾寒羊大脑、小脑、下丘脑、垂体、睾丸和附睾中Bmal1基因表达量极显著高于苏尼特羊(P<0.01),小尾寒羊垂体、睾丸和肾上腺中Cry1基因表达量显著低于苏尼特羊(P<0.05),小尾寒羊大脑、小脑、下丘脑、垂体和肾上腺中Cry2基因表达量显著高于苏尼特羊(P<0.05),小尾寒羊垂体和附睾中Per1基因表达量极显著低于苏尼特羊(P<0.01),小尾寒羊大脑、下丘脑、垂体、睾丸和附睾中Per2基因表达量显著低于苏尼特羊(P<0.05),小尾寒羊输精管和肾上腺中Per2基因表达量显著高于苏尼特羊(P<0.05)。综上所述,本研究以常年发情绵羊和季节性发情绵羊品种为研究对象,对Clock、Cry1和Cry2基因6个多态位点进行批量分型,并进行了相关群体遗传学分析,在此基础上,利用决策树机器学习模型初步研究了 Clock、Cry1/2、Per1/2/3共6个基因21个多态位点与小尾寒羊产羔数的关联,获得了一个可能对小尾寒羊产羔数有一定影响的位点:Cry1基因g.175355119T>C位点。此外,探索了Clock、Bmal1、Cry1/2和Per1/2共6个基因在小尾寒羊和苏尼特羊公羊中的组织表达情况,多角度探索绵羊季节性发情调控模式研究,以期为绵羊育种提供新的理论依据和潜在分子标记位点。