论文部分内容阅读
在猪种中,耳的大小和形态极具多样性,在猪的品种标准中十分重要。在猪种鉴别上,尤其对于中国地方猪种来说,耳性状被视为一个重要的构造特征。此外,猪可以作为动物模型为研究人类先天性小耳畸形提供帮助。在之前的报道中,把影响猪耳面积性状的数量性状基因座(QTL)主要定位在5号染色体(SSC5)和7号染色体(SSC7)上。最近,位于7号染色体QTL区间内PPARD基因上的一个错义突变G32E被认为是猪耳面积性状的因果突变位点。然而,由于QTL的区间范围大,5号染色体上的主效基因尚未被鉴定出来。本研究通过全基因组关联分析(GWAS)方法筛选影响猪耳面积性状的主要候选基因,并且对关键候选基因进行初步分析,以鉴定主效基因和因果突变位点。本研究利用大耳的中国地方猪种民猪和西方商品猪种大白猪构建了一个杂交群体来探索猪耳面积多样性的遗传基础。通过GWAS检测与猪耳面积性状显著关联的SNPs,在SSC5上一个10.78Mb(30.14-40.92 Mb)的区间内发现了35个显著SNPs;此后,结合连锁不平衡分析和共享单体型分析,获得了一个3.07Mb大小的缩小区间;最后,通过使用选择性清除分析最终确定了一个约450 Kb的判别区域,包含了两个已注释的基因LEMD3和WIF1。功能分析表明,这两个基因都具有猪耳面积性状的生物学候选基因特征,在育种规划中具有潜在应用性;这两个基因也可以在进一步研究人类小耳畸形的机制中作为新的参考。为了确定SSC5上影响猪耳面积性状的主效基因和因果突变位点,本研究对主要候选基因WIF1、LEMD3和HMGA2进行了初步的研究。由于数据库中缺乏完整的m RNA序列,本研究首先通过RACE方法克隆了猪WIF1、LEMD3和HMGA2的c DNA全长序列,长度分别为2338bp、4843bp和2998bp。在此基础上,针对这三个基因,通过外显子区和启动子区的序列扩增与比对在不同猪种中共筛选到23个多态性位点(WIF1基因11个,LEMD3基因3个,HMGA2基因9个)。针对这些SNP位点分别在F2资源群体和北京黑猪群体中进行与耳面积性状的关联分析,发现在两个群体中都与耳面积显著关联的SNPs共有13个,位于基因WIF1和LEMD3(WIF1基因10个,LEMD3基因3个),其余SNPs在北京黑猪群体中未检测到突变。组织表达谱分析发现WIF1基因在耳软骨组织中表达量极高;使用耳面积表型差异巨大的二花脸猪和大白猪进行耳软骨组织中的m RNA和蛋白表达差异分析,发现只有WIF1在m RNA和蛋白水平上在两个猪种耳软骨组织中表达差异显著,分别达到了显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)的水平。因此,WIF1基因更有可能是影响猪耳面积性状的主效基因,其功能机制有待进一步的验证。本研究通过GWAS在SSC5上定位了影响猪耳面积性状的显著区间,进一步精细定位发现WIF1和LEMD3可作为主效候选基因,不但对GWAS后主效基因探索研究有着重要的理论意义,也为猪种质资源鉴定提供了分子辅助,同时也为人类和其他动物的外耳大小多样性的分子调控机理提供模型和参考借鉴。