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本研究选取新疆地方优良绵羊品种巴什拜羊与新疆南疆和田皮山县羊共126只,通过SLAF-seq技术进行测序,将获得的数据与繁殖性状进行全基因组关联分析,旨在筛选与繁殖性状相关的差异SNP位点,通过基因注释和通路分析,筛选影响公羊繁殖力的关键基因,在新疆草原放牧类型品种阿勒泰羊和巴什拜羊进行组织验证,找出候选基因在不同品种绵羊同各组织中的表达规律,进一步探究不同品种公羊繁殖相关部位候选基因的表达差异,找出差异基因表达规律,从而为研究这些基因对于公羊繁殖性状的调控作用奠定基础。结果如下:
1.SLAF-seq数据与绵羊产羔数据GWAS
利用SLAF-Seq技术鉴定出685300个SNP,用于随后的全基因组分析。用GLM和MLM对和田皮山县羊和巴什拜羊繁殖性状进行了GWAS分析。GWAS结果显示,GLM和MLM中分别有111个和44个SNP与基因组显著相关,共鉴定出155个显著位点。利用绵羊基因组的Oar-v4.0序列信息和NCBI等常用数据库信息,对GWAS结果显著的SNP位点进行分析和注释,共注释出133个基因。与繁殖性状相关的基因17个,从中筛选出7个与公羊繁殖性能有关的基因:DGCR6L、DDx24、ATP1A4、GPS2、PITRM1、KIF20B、Artn。这些差异基因主要参与催产素信号、精子发生等与繁殖性状相关的重要过程,ATP1A4和ARTN基因影响绵羊睾丸的发育和精子发生;DDX24参与精子发生过程中胞质分裂以及有丝分裂的周期性调控。
2.候选基因的组织表达规律研究
选取新疆地方绵羊品种阿勒泰羊和巴什拜羊成年公羊各三只,共采集七处组织(心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肺脏、睾丸、附睾),利用qRT-PCR探究上述几个基因在不同组织表达规律。结果表明:筛选出的DGCR6L、DDx24、ATP1A4、GPS2、PITRM1、KIF20B、Artn在阿勒泰羊中均在附睾组织中高度表达,表达量极显著高于睾丸等六个组织(P<0.01);DGCR6L、DDX24、ATP1A4、PITRM1、KIF20B在巴什拜羊附睾中高度表达,表达量极显著高于睾丸等六个组织(P<0.01);GPS2、Artn在巴什拜羊睾丸中表达量极显著高于附睾等六个组织(P<0.01)。7个基因均在与公羊繁殖相关组织中高度表达。
3.候选基因在公羊睾丸与附睾中的表达差异
七个基因在阿勒泰羊睾丸与附睾中表达量的趋势一致,其中DGCR6L在阿勒泰羊睾丸与附睾中表达量最高且极显著高于其余六个基因(P<0.01);GPS2在巴什拜羊睾丸中表达量最高且极显著高于其他六个基因(P<0.01);PITRM1在巴什拜羊附睾中表达量最高,极显著高于其他六个基因(P<0.01)。在两个品种绵羊繁殖相关部位中(睾丸与附睾),均是GPS2、ATP1A4、DDx24、DGCR6L四个基因具有较高的表达,初步验证这四个基因对公羊精子发育与成熟起到一定影响。
1.SLAF-seq数据与绵羊产羔数据GWAS
利用SLAF-Seq技术鉴定出685300个SNP,用于随后的全基因组分析。用GLM和MLM对和田皮山县羊和巴什拜羊繁殖性状进行了GWAS分析。GWAS结果显示,GLM和MLM中分别有111个和44个SNP与基因组显著相关,共鉴定出155个显著位点。利用绵羊基因组的Oar-v4.0序列信息和NCBI等常用数据库信息,对GWAS结果显著的SNP位点进行分析和注释,共注释出133个基因。与繁殖性状相关的基因17个,从中筛选出7个与公羊繁殖性能有关的基因:DGCR6L、DDx24、ATP1A4、GPS2、PITRM1、KIF20B、Artn。这些差异基因主要参与催产素信号、精子发生等与繁殖性状相关的重要过程,ATP1A4和ARTN基因影响绵羊睾丸的发育和精子发生;DDX24参与精子发生过程中胞质分裂以及有丝分裂的周期性调控。
2.候选基因的组织表达规律研究
选取新疆地方绵羊品种阿勒泰羊和巴什拜羊成年公羊各三只,共采集七处组织(心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肺脏、睾丸、附睾),利用qRT-PCR探究上述几个基因在不同组织表达规律。结果表明:筛选出的DGCR6L、DDx24、ATP1A4、GPS2、PITRM1、KIF20B、Artn在阿勒泰羊中均在附睾组织中高度表达,表达量极显著高于睾丸等六个组织(P<0.01);DGCR6L、DDX24、ATP1A4、PITRM1、KIF20B在巴什拜羊附睾中高度表达,表达量极显著高于睾丸等六个组织(P<0.01);GPS2、Artn在巴什拜羊睾丸中表达量极显著高于附睾等六个组织(P<0.01)。7个基因均在与公羊繁殖相关组织中高度表达。
3.候选基因在公羊睾丸与附睾中的表达差异
七个基因在阿勒泰羊睾丸与附睾中表达量的趋势一致,其中DGCR6L在阿勒泰羊睾丸与附睾中表达量最高且极显著高于其余六个基因(P<0.01);GPS2在巴什拜羊睾丸中表达量最高且极显著高于其他六个基因(P<0.01);PITRM1在巴什拜羊附睾中表达量最高,极显著高于其他六个基因(P<0.01)。在两个品种绵羊繁殖相关部位中(睾丸与附睾),均是GPS2、ATP1A4、DDx24、DGCR6L四个基因具有较高的表达,初步验证这四个基因对公羊精子发育与成熟起到一定影响。