论文部分内容阅读
摘要：为了全面了解长三角地区兼用型鸭的遗传多样性，对该地区娄门鸭、昆山麻鸭、巢湖鸭和高邮鸭的血液进行全基因组重测序分析。4个样本平均的测序深度和覆盖率分别为11.91×、97.19%；通过与北京鸭的基因组进行比对，娄门鸭、昆山麻鸭、巢湖鸭和高邮鸭分别检测到7 733 429、8 161 310、7 324 728、7 986 534个SNP，1 145 846、1 239 348、958 379、1 121 697个Indel以及1 777、1 949、1 556、1 088个CNV，这些变异大部分坐落在基因间或基因内的内含子区；通过群体系统进化树分析和CNV交集分析发现娄门鸭和昆山麻鸭为一类，巢湖鸭和高邮鸭为一类。
关键词：长三角地区；鸭；全基因组；重测序；系统进化树；拷贝数变异
中图分类号： S834.2文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）17-0032-03
通信作者：杨建生，硕士，高级畜牧师，主要从事动物遗传育种研究。E-mail：ksxmsyz@aliyun.com。畜禽遗传资源及其多样性是畜牧业可持续发展的种质基础，也是满足未来市场需求的重要基因库。当前，全球畜禽遗传资源的多样性正日益减少，而我国地方种资源的保种状况也不容乐观[1]。我国地方鸭在世界鸭品种资源库中占据了非常重要的位置，由于我国特有的地理条件（多泥滩、海涂、湖泊），养鸭业已成为我国重要的养殖产业[2]。地方鸭种质资源是鸭育种和生产的物质基础，开展地方鸭品种资源评价和种质特性研究等工作，不但保护了品种的遗传多样性，还可以保证鸭育种工作能对环境、疾病和市场需求的变化作出及时有效的反应[3]。要成功有效地保护我国地方鸭品种遗传资源，为我国地方鸭品种的育种提供有价值的遗传素材，必须要了解这些资源的遗传特性，并以此为依据采取相应的保护措施。
遗传特性的研究涉及到多门学科，特别是近年来生物组学对其产生了深远影响，其中，基因组学带来的颠覆性技术之一是基因型鉴定（又称基因分型）技术，其手段就是利用分子标记。目前，随着高通量检测和测序技术的发展，除简单序列重复（SSR）和单核苷酸多态（SNP）标记在广泛使用外，其他类型的标记已用得越来越少。而SNP 标记具有覆盖全基因组、高通量、位点特异、共显性遗传、误检率低、开发和检测成本急剧降低等优点，将成为未来基因型鉴定的主要标记类型[4]。与此同时，拷贝数变异（CNV）的研究也逐渐成为了动植物基因组研究的热点，CNV 普遍存在于动植物基因组中，在家养动物中也发现了大量的 CNV，且CNV片段长度大，覆盖了更大范围的基因组序列，并已在猪[5]、牛[6]、羊[7]、鸡[8]上鉴定出一些与重要性状相关的变异，因此，CNV也可以作为一种强有力的分子标记应用于畜禽遗传特性研究中。然而，目前关于中国地方鸭基因组的研究较为匮乏，目前国内仅对北京鸭进行了全基因组测序[9]。长三角地区是我国水禽生产最发达的地区，由于各地生态条件和社会经济条件差异，逐渐形成了不同的地方种群或生态种群[10]。鉴于以上几点，本研究通过第二代测序技术，对长三角地区的娄门鸭、昆山麻鸭、巢湖鸭和高邮鸭这4种兼用型鸭的全基因组进行了重测序，旨在为建立我国地方鸭品种或资源群的基因组档案，并从分子水平上揭示了鸭品种遗传变异的现状，为地方鸭品种的保护与开发利用提供可靠的基础资料和理论依据。
1材料与方法
1.1试验材料
本研究所用的4个鸭品种分别为娄门鸭、昆山麻鸭、巢湖鸭、高邮鸭。娄门鸭和昆山麻鸭来自昆山麻鸭原种场（娄门鸭和昆山麻鴨保种场），巢湖鸭来自安徽省庐江县种鸭场（巢湖鸭保种场），高邮鸭来自江苏省高邮市高邮鸭良种繁育中心（高邮鸭保种场）。试验仪器和试剂见表1、表2。
表1试验仪器
仪器生产商型号Qubit 2.0 FluorometerInvitrogenQ32866Magnetic Stand-96Life TechnologiesAM10027GeneAmp PCR System 9700Life Technologies4314878MicroCentrifugeEppendorf5418Agilent 2100 BioanalyzerAgilent G2939AAThermalStat PlusEppendorf5352 000.088cBot Clonal Amplification SystemIlluminaSY-301-2002HiSeq 2500 Sequencing SystemIlluminaSY-401-2501
1.2试验方法
1.2.1血样收集每种试验鸭随机选取3羽母鸭进行翅下静脉采血，采集血量约2 mL并置于含有乙二胺四乙酸（EDTA）抗凝剂的离心管中，混匀后放入-80 ℃冰箱保存，用于后续基因组的提取。
1.2.2DNA的抽提与纯化试验采用DNeasy Blood
关键词：长三角地区；鸭；全基因组；重测序；系统进化树；拷贝数变异
中图分类号： S834.2文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）17-0032-03
通信作者：杨建生，硕士，高级畜牧师，主要从事动物遗传育种研究。E-mail：ksxmsyz@aliyun.com。畜禽遗传资源及其多样性是畜牧业可持续发展的种质基础，也是满足未来市场需求的重要基因库。当前，全球畜禽遗传资源的多样性正日益减少，而我国地方种资源的保种状况也不容乐观[1]。我国地方鸭在世界鸭品种资源库中占据了非常重要的位置，由于我国特有的地理条件（多泥滩、海涂、湖泊），养鸭业已成为我国重要的养殖产业[2]。地方鸭种质资源是鸭育种和生产的物质基础，开展地方鸭品种资源评价和种质特性研究等工作，不但保护了品种的遗传多样性，还可以保证鸭育种工作能对环境、疾病和市场需求的变化作出及时有效的反应[3]。要成功有效地保护我国地方鸭品种遗传资源，为我国地方鸭品种的育种提供有价值的遗传素材，必须要了解这些资源的遗传特性，并以此为依据采取相应的保护措施。
遗传特性的研究涉及到多门学科，特别是近年来生物组学对其产生了深远影响，其中，基因组学带来的颠覆性技术之一是基因型鉴定（又称基因分型）技术，其手段就是利用分子标记。目前，随着高通量检测和测序技术的发展，除简单序列重复（SSR）和单核苷酸多态（SNP）标记在广泛使用外，其他类型的标记已用得越来越少。而SNP 标记具有覆盖全基因组、高通量、位点特异、共显性遗传、误检率低、开发和检测成本急剧降低等优点，将成为未来基因型鉴定的主要标记类型[4]。与此同时，拷贝数变异（CNV）的研究也逐渐成为了动植物基因组研究的热点，CNV 普遍存在于动植物基因组中，在家养动物中也发现了大量的 CNV，且CNV片段长度大，覆盖了更大范围的基因组序列，并已在猪[5]、牛[6]、羊[7]、鸡[8]上鉴定出一些与重要性状相关的变异，因此，CNV也可以作为一种强有力的分子标记应用于畜禽遗传特性研究中。然而，目前关于中国地方鸭基因组的研究较为匮乏，目前国内仅对北京鸭进行了全基因组测序[9]。长三角地区是我国水禽生产最发达的地区，由于各地生态条件和社会经济条件差异，逐渐形成了不同的地方种群或生态种群[10]。鉴于以上几点，本研究通过第二代测序技术，对长三角地区的娄门鸭、昆山麻鸭、巢湖鸭和高邮鸭这4种兼用型鸭的全基因组进行了重测序，旨在为建立我国地方鸭品种或资源群的基因组档案，并从分子水平上揭示了鸭品种遗传变异的现状，为地方鸭品种的保护与开发利用提供可靠的基础资料和理论依据。
1材料与方法
1.1试验材料
本研究所用的4个鸭品种分别为娄门鸭、昆山麻鸭、巢湖鸭、高邮鸭。娄门鸭和昆山麻鸭来自昆山麻鸭原种场（娄门鸭和昆山麻鴨保种场），巢湖鸭来自安徽省庐江县种鸭场（巢湖鸭保种场），高邮鸭来自江苏省高邮市高邮鸭良种繁育中心（高邮鸭保种场）。试验仪器和试剂见表1、表2。
表1试验仪器
仪器生产商型号Qubit 2.0 FluorometerInvitrogenQ32866Magnetic Stand-96Life TechnologiesAM10027GeneAmp PCR System 9700Life Technologies4314878MicroCentrifugeEppendorf5418Agilent 2100 BioanalyzerAgilent G2939AAThermalStat PlusEppendorf5352 000.088cBot Clonal Amplification SystemIlluminaSY-301-2002HiSeq 2500 Sequencing SystemIlluminaSY-401-2501
1.2试验方法
1.2.1血样收集每种试验鸭随机选取3羽母鸭进行翅下静脉采血，采集血量约2 mL并置于含有乙二胺四乙酸（EDTA）抗凝剂的离心管中，混匀后放入-80 ℃冰箱保存，用于后续基因组的提取。
1.2.2DNA的抽提与纯化试验采用DNeasy Blood