基于重测序数据挖掘青峪猪胴体和肉质性状的关键基因资源

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青峪猪是重要的地方品种资源,属于西南型湖川山地猪中盆周山地猪的一个类群。青峪猪脂肪沉积能力较强,腿臀肌肉发达,肌内脂肪丰富,风味香浓,肉质优良,但屠宰率和瘦肉率低。利用分子育种手段可以改良青峪猪的胴体性能,同时保留青峪猪肉质优良的优势,而挖掘青峪猪胴体和肉质性状关键的QTL与候选基因是进行分子育种的基本条件。全基因组关联研究(GWAS)是挖掘性状遗传资源最直接的方法。目前还没有专门针对青峪猪胴体和肉质性状的GWAS研究,急需利用GWAS寻找与青峪猪胴体性状和肉质性状显著关联的变异位点和候选基因资源。本研究利用重测序技术对30头纯种青峪猪进行测序得到全基因组范围内的18436 759个高质量SNP。采用单标记混合线性模型对青峪猪的胴体重、胴体长、胴体斜长、6-7肋处背膘厚、肩部最厚处背膘厚、胸腰结合处背膘厚、腰荐结合处背膘厚、平均背膘厚、眼肌面积、板油重和腿臀重共11个胴体性状和滴水损失、压水损失、熟肉率、pH、肉色、眼肌嫩度、眼肌韧性等肉质性状进行全基因组关联分析,并采用Bonferroni方法对关联分析结果进行校正。主要结果如下:1.基于单标记混合线性模型,本研究鉴定到与9个胴体性状关联的18个SNP位点达到了全基因组或染色体显著水平。这些SNP位点主要位于1、3、6、7、9、11、13、15、18和X染色体上。通过候选基因分析,在显著位点附近40kb区域内找到12个候选基因,包括:UNC80、RPE、RUBCNL、DST、OPA1、DNER、HEYL、NT5C1A、CDKAL1、UBTFL1、LOC100737633和PHACTR1。2.针对青峪猪屠宰后三个不同时间节点(45min、24h和48h)的肉色和pH表型值,挖掘不同时间节点上影响猪肉色和pH的时间特异基因。通过眼肌pH和眼肌肉色的GWAS发现:分别有11个和69个SNP位点与眼肌的pH和肉色显著关联。通过候选基因搜索,分别发现了4个pH的候选基因和26个肉色的候选基因。通过对腰肌的pH和肉色GWAS发现:有32个SNP与腰肌的pH显著关联,29个SNP与腰肌的肉色显著关联,在这些SNP附近40 kb区域找到了6个和14个与腰肌的pH和肉色相关的候选基因。比较不同时间节点的GWAS结果,共发现16个SNP位点在至少两个性状上存在重叠,在这些重叠位点附近找到了TIAM2、MYCT1和UQCRFS1三个候选基因。综上所述,本研究基于全基因组重测序数据,采用单标记回归分析鉴定到了与青峪猪胴体和肉质性状相关的SNP位点和候选基因,并通过文献检索和功能分析,最终确定了8个关键的与胴体和肉质性状相关的候选基因(UNC80、TIAM2、UQCRFS1、ATP4A、PHGDH、HMGCS2、BNIP3、RYR3)。本研究初步挖掘了影响青峪猪胴体和肉质性状的遗传资源,为青峪猪的保种以及胴体和肉质性状的遗传改良提供了重要的理论依据。
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