宁乡猪群体基因迁移分析与GBC估计方法比较研究

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wenshi_shen
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宁乡猪具有肉质风味好、营养价值高、耐粗饲和适应性强等特征,因瘦肉率与屠宰率较低,不被市场青睐,加之受到外来瘦肉型猪种的冲击以及在育种过程中近交率偏高,导致宁乡猪群体发展受限、有效群体数量不断减少。为了解决上述问题,保证宁乡猪群体健康可持续发展,利用基因组品种构成(genomic breed composition,GBC)鉴别技术以及群体基因流分析技术,对宁乡猪现有群体开展研究,分析个体品种纯度、血缘构成和群体演化历史等,进而为保护宁乡猪群体种质资源多样性和制定品种改良方案等方面提供参考依据。本研究利用3个猪商用SNP芯片(Illumina 60K、GGP 50K、中芯一号)的共有SNP标记(15k参考SNP panel),通过3种筛选方法(均匀分布法、最大化遗传距离法和Wright’s Fst法)分别得到4个不同密度的SNP panel(500、1k、5k和8k,共12个SNP panel);组建包含了6个猪种(荣昌猪、巴马香猪、杜洛克猪、长白猪、大约克夏猪、宁乡猪)在内的参考群体。利用上述SNP panel及参考群体,基于3种统计模型(线性回归模型、混合模型和通径分析模型)分别对100头宁乡猪个体GBC进行估计。最后分析SNP panel筛选方法与GBC统计模型对宁乡猪个体GBC估计准确性的影响,在保证估计准确性的前提下,寻找最适的统计模型与SNP筛选方法的组合。此外,利用南巴尔干野猪作为外群(out group),对宁乡猪群体进行ABBA-BABA分析,了解宁乡猪群体与其它品种间的基因交流关系。本研究主要结果如下:1、本研究最终构建包含2912个动物个体、6个猪种(宁乡猪、巴马香猪、荣昌猪、杜洛克猪、长白猪、大约克夏猪)在内的参考群体。通过对参考群体A等位基因频率(Freq-A)的统计分析发现:瘦肉型猪种与中国地方猪种间差异较大。其中,3个瘦肉型猪种间等位基因频率分布相似,近似呈均匀分布;而中国地方猪种间Freq-A在不同区间的分布差异较大。2、分析宁乡猪与参考群体中各猪种的基因交流关系,结果显示宁乡猪与巴马香猪显著存在基因交流,且基因交流方向是由宁乡猪流向巴马香猪,即巴马香猪祖先群体可能存在与宁乡猪混合或交配的情况。3、3种方法各分别构建4个密度的SNP panel,经比较后发现:最大化遗传距离法与Wright’s Fst法筛选的SNP标记在染色体上的分布相似;均匀分布法构建的SNP panel在染色体上的位置分布更均匀,对基因组覆盖率更高。4、利用筛选后的SNP panel对个体GBC进行估计,其准确率均高于15k参考panel;3种筛选方法中,利用均匀分布法筛选得到的不同密度SNP panel估计GBC,其结果的准确率较稳定(52%-84%);Wright’s Fst法构建SNP panel的GBC估计准确性最高(98%)。5、基于本研究中所构建的12个SNP panel,应用3种统计模型估计宁乡猪个体GBC,结果发现:混合模型估计准确性最高,也最稳定,平均准确性为87%;通径分析模型估计GBC结果优于线性回归模型,但是差异不大。综上所述,不同方法筛选的SNP标记的信息含量和其在染色体上的分布不一致,导致GBC估计准确性存在差异;在选择超低密度SNP panel(如500或1k)估计宁乡猪个体GBC时,统计模型应该选择混合模型,SNP panel构建方法应该使用Wright’s Fst法,这种组合的宁乡猪GBC估计准确性较高,且能够为低密度SNP芯片的开发提供参考。
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