基于GWAS和Solexa测序鉴定与大白猪5个肉质性状相关SNP和miRNA

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:CHENHUANHUAN7
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猪肉质性状是一个重要且复杂的经济性状,也是目前猪育种工作中的关键目标性状。肉质性状影响猪肉的外观、嫩度和多汁性等。肌内脂肪含量是主要肉质性状之一。近年来,随着高通量测序技术的发展和高密度SNP芯片的开发,使从基因组水平研究调控猪肉质性状的分子遗传机制成为可能。基于以上原因,本研究针对猪肉质性状展开了两方面研究:(1)本研究构建了231头大白猪群体,利用Illunina公司猪60K全基因组SNP芯片,对5个肉质性状(肌内脂肪含量、滴水损失、失水率、屠宰后45分钟p H值、屠宰后24小时p H值)进行全基因组关联分析,鉴定了影响猪肉质性状的基因组区域,找到对猪肉质性状具有调控作用的候选基因,为猪肉质性状分子育种提供理论依据。(2)本研究采用Solexa测序技术,鉴定了大白猪高和低肌内脂肪组背最长肌的差异表达miRNA,找到对猪肌内脂肪沉积具有调控作用的miRNA,预测了调控猪肌内脂肪沉积的关键miRNA的靶基因及信号通路。具体结果如下:1.猪肉质性状全基因组关联分析(1)完成了对231头纯种大白阉公猪的5个肉质表型性状相关分析工作。表型相关分析结果表明,屠宰后24小时p H值与失水率(0.29)、失水率与滴水损失(0.26)、屠宰后24小时p H值与屠宰后45分钟p H值(0.24)、屠宰后24小时p H值与滴水损失(0.22)间都存在相对较强的相关,且均达到极显著水平(P<0.01)。(2)利用PLINK软件对大白猪群体的肌内脂肪含量、滴水损失、失水率、屠宰后45分钟p H值、屠宰后24小时p H值5个肉质性状进行全基因组关联分析。结果显示,共检测到344个显著相关的SNP位点(p<1×10-4),显著位点个数分别为肌内脂肪含量45个,滴水损失5个,失水率4个,屠宰后45分钟p H值83个,屠宰后24小时p H值207个。(3)根据芯片SNP序列信息,利用Sus scrofa Build 10版本猪基因组数据库、Ensembl数据库信息和Animal QTLdb数据库,对与5个肉质性状显著相关SNP位点进行注释发现:158个SNP定位于潜在肉质性状候选基因内或其附近,其中包括FHL2、WDR27、DNAJC3、PIP4K2A、RAB31、ARHGEF19和MFAP2等基因;323个显著SNP位点落在已报道的与肉质性状相关的QTL区域内。(4)利用HAPLOVIEW 4.2软件进行单倍型分析,结果表明,由116个显著SNP组成了25个与肉质性状相关的单倍型块。其中,与肌内脂肪含量显著相关的两个单倍型块分别位于猪SSC3、SSC6;与屠宰后45分钟p H值显著相关的5个单倍型块分别位于猪SSC2、SSC6、SSC8、SSC17、SSC18;与屠宰后24小时p H值显著相关的8个单倍型块分别位于猪SSC1、SSC3、SSC4、SSC5、SSC8、SSC10、SSC11、SSC16。2.大白猪高和低肌内脂肪含量组背最长肌miRNA Solexa测序(1)利用Sus scrofa Build 10版本猪基因组数据库、miRBase数据库和miRDeep2软件分析大白猪高和低肌内脂肪含量组背最长肌的miRNA Solexa测序数据得到635个成熟miRNAs。其中,301个是猪miRNA数据库已有的miRNA,298个不在猪miRNA数据库中但与其他物种同源的miRNA,36个不在所有物种数据库中的全新的候选miRNA。(2)进一步分析大白猪高和低肌内脂肪含量组背最长肌中差异表达miRNAs,得到17个在大白猪高和低肌内脂肪含量组背最长肌中显著差异表达miRNA。其中,8个miRNAs在高IMF组表达上调,包括ssc-miR-144、ssc-miR-301、ssc-miR-208b、ssc-miR-126-5p、ssc-miR-184、ssc-miR-142-5p、ssc-miR-499-3p和ssc-miR-4332;9个miRNAs在低IMF组表达上调,包括ssc-miR-365-3p、ssc-miR-299、ssc-miR-206、ssc-miR-664-3p、ssc-miR-382、ssc-miR-885-5p、ssc-miR-1296-5p、ssc-miR-15b和ssc-miR-214。(3)利用Targetscan软件和DAVID软件预测大白猪高和低肌内脂肪含量组背最长肌中差异表达miRNAs的靶基因及其信号通路,结果表明这些差异表达miRNA可能通过靶基因参与174个信号通路,进而调控肌内脂肪沉积。其中15个差异表达miRNA潜在靶向与脂肪代谢相关Wnt信号通路。总结上述结果,本研究为鉴定猪肉质性状候选基因提供了参考信息,并缩小了与肉质性状相关联的遗传区域,为进一步了解猪背最长肌中肌内脂肪的沉积调控机制提供有用信息,并为利用分子育种技术改良猪肌内脂肪含量性状提供理论依据,还补充了猪miRNA数据库的信息。
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