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猪3号染色体影响糖原酵解潜能主效QTL的精细定位

作　者: 杨杰
导　师: 黄路生; 麻骏武
学　校: 江西农业大学
专　业: 动物遗传育种与繁殖
关键词: 猪糖原酵解潜能数量性状位点精细定位全基因组关联分析连锁不平衡
分类号: S828
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

糖原酵解潜能(Glycolytic potential,GP)反映猪宰后肌肉中糖原和葡萄糖酵解成乳酸的潜力,其计算公式为：GP=2×(剩余糖原+葡萄糖+6-磷酸葡萄糖)+乳酸(单位：μmo]/g)。由于GP与pH值、肉色和火腿加工产量有密切的关系,所以它被看作成猪肉品质评定的一个重要指标。本实验室前期利用自身构建的白色杜洛克×二花脸资源群体,通过分布于全基因组的194个微卫星标记扫描该家系,经连锁分析,在SSC3上标记SW2021-SE47329之间定位到一个最显著影响GP的主效数量性状位点(quantitative trait locous,QTL),其置信区间为13cM,可解释该家系F：代群体表型变异的6.36%。本研究的目的在于通过增加标记密度、增加实验群体(重组个体),综合多种统计手段精细定位SSC3上影响GP的主效QTL。首先,利用猪60K SNP芯片扫描资源家系,通过全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS)和连锁不平衡(Linkage disequilibrium,LD)分析精细定位QTL.GWAS分析表明,与GP及其组分之一的剩余糖原含量(Residual glycogen content)相关性最高的SNP位点均为SSC3上15.35Mb处的ALGA124306(P=4.46×10-11),它位于QTL初步定位区间内；而GP其余组分6-磷酸葡萄糖、乳酸含量(猪宰后30min的肌肉样测定值)在SSC3上无显著相关的位点。由此,推测该QTL主要作用可能是改变肌糖原贮积量,从而使GP值相应发生变化。GWAS分析结果还表明,与GP关联性最强的SNP位点解释表型变异达到了19.56%。LD分析显示,以R2>0.8为阈值,将ALGA124306所在的单倍型框界定在标记H3GA0008906到SIRI0001253之间(13.87Mb-16.27Mb)。因QTL的因果突变必与ALGA124306处于强连锁不平衡,故推断QTL极可能处在上述单倍型框(2.4Mb)内。然后,采用标记辅助分离分析(marker-assisted segregation analysis,MASA)的方法推断出资源家系6头F1公猪的QTL基因型：其中3头为Qq基因型、3头为qq基因型。根据F0、F1个体的单倍型及它们之间的遗传关系,推断出祖代2头白杜公猪为Qq基因型,二花脸猪都为qq基因型。通过比较两条“Q”染色体的单倍型,发现它们共享的IBD(identical by descent)区域为ALGA0119970-ALGA0116808(14.3Mb-16.8Mb),大小约为2.5Mb。在此IBD区域内,开发了22个SNP标记,并在F0两头白杜公猪中检测了这些SNP的基因型,从而发现该区域两侧存在“Q”和“q”染色体所共享的IBS(identical by state)区段。排除“Q”和“q”共享的IBS区域后,我们将QTL进一步精细定位于“Q”所特有的IBD区域,即标记IBD2-2-IBD2-5(15.11Mb-16.17Mb)之间约1.06Mb的区域。最后,为了更进一步精细定位目的QTL,对苏太猪的背最长肌剩余糖原含量进行GWAS分析,结果同样在SSC3上鉴别到了影响该性状的最显著的QTL,其解释苏太群体表型变异的53.6%。关联性最强的SNP为ALGA0123314(P=8.8×10-44,),其物理位置在15.18Mb。该SNP (ALGA0123314)所在的单倍型框为ASGA0094824-H3GA0008937,长约860Kb (14.88Mb-15.74Mb,以R2>0.8为阈值)。本研究将SSC3影响糖原酵解潜能的主效QTL区间从十几个Mb缩小至900kb以内,这为将来位置候选基因克隆及因果基因鉴别奠定了坚实的基础。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
第一章文献综述  9-18
  1. 家猪复杂性状遗传解析研究  9-13
    1.1 QTL定位  9
    1.2 QTL精细定位及其影响因素  9-10
    1.3 QTL精细定位的策略  10-12
      1.3.1 提高标记密度在一定程度上可以提高QTL精细定位的效率  10
      1.3.2 提高和利用重组发生事件,是对QTL精细定位最有效的方法  10-12
        1.3.2.1 提高当前重组事件精细定位QTL  11
        1.3.2.2 利用历史重组事件精细定位QTL——IBD分析  11-12
    1.4 全基因组关联性分析(GWAS)  12-13
  2. 糖原酵解潜能(GP)的含义及其计算方法  13-14
  3. GP的研究意义  14-15
  4. 影响GP的主效基因及QTL定位研究进展  15-17
  5. 本研究的目的和意义  17-18
第二章研究正文  18-39
  1. 前言  18
  2. 实验材料与方法  18-26
    2.1 实验动物  18
    2.2 组织样的采集方法  18-19
    2.3 表型测定  19-20
      2.3.1 资源家系的GP表型测定  19
      2.3.2 苏太家系F_1代背最长肌糖原含量测定  19-20
    2.4 DNA样品制备  20
    2.5 全基因组60K SNP芯片的判型  20-21
    2.6 F_0、F_1公猪QTL基因型判定  21
    2.7 “Q”染色体共享单倍型(IBD)精细定位  21
    2.8 IBD区域内新增遗传标记的基因型检测  21-24
    2.9 全基因组关联性分析  24
    2.10 连锁不平衡(LD)分析  24-26
  3. 实验结果  26-35
    3.1 资源家系GP及其组分的GWAS及LD分析  26-29
      3.1.1 资源家系GP含量GWAS及LD分析结果  26-27
      3.1.2 GP各组分的GWAS分析结果  27-29
    3.2 资源家系GP及其组分表型测定结果  29
    3.3 资源家系F_1公猪QTL基因型的判定  29-30
    3.4 资源家系F_0公猪的单倍型分析及IBD精细定位  30-32
    3.5 苏太家系剩余糖原含量的GWAS及LD分析结果  32-33
    3.6 苏太家系剩余糖原含量测定结果  33-35
  4. 分析与讨论  35-39
    4.1 SSC3上影响GP的QTL的精细定位  35-37
    4.2 在不同群体中QTL对表型影响效应分析  37
    4.3 位置候选基因的分析  37-39
小结  39-40
参考文献  40-43
致谢  43

猪3号染色体影响糖原酵解潜能主效QTL的精细定位

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