CN116287281B - 一种与长白猪眼肌面积及瘦肉率性状相关的snp分子标记及其应用 - Google Patents
一种与长白猪眼肌面积及瘦肉率性状相关的snp分子标记及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于猪分子标记技术领域，具体公开了一种与猪眼肌面积及瘦肉率性状相关的SNP分子标记。本发明采集的1172头长白猪DNA通过porcine 80k SNP高密度功能位点芯片进行基因分型，利用全基因组关联分析筛选出与猪眼肌面积及瘦肉率性状显著相关的SNP，该SNP分子标记位于2号染色体，相对参考基因组的位置为1438391，多态性位点为C或T，当该标记为C时，有利于猪拥有更高的瘦肉率和更大的眼肌面积。
Description
技术领域
本发明属于猪分子标记技术领域，具体涉及一种与长白猪眼肌面积及瘦肉率性状相关的SNP分子标记，可用于长白猪眼肌面积和瘦肉率性状的辅助选择和预测。
背景技术
据经济合作发展组织(OECD)2020年的数据统计，猪肉在全世界肉类消费中占比超过三分之一，在中国的消费市场更是占一半以上，而瘦肉率以及与其高度相关的眼肌面积作为最重要的生长性状和生猪生产重要绩效指标(Zhou S,Ding R,Meng F,Wang X,ZhuangZ,Quan J,Geng Q,Wu J,Zheng E,Wu Z,Yang J,Yang J.A meta-analysis of genome-wide association studies for average daily gain and lean meat percentage intwo Duroc pig populations.BMC Genomics.2021Jan 6；22(1):12.)，也直接影响到猪的育肥效率以及猪的肉质，进而影响产业的经济效益，故而近年来在育种研究中也备受关注(Xing K,Zhu F,Zhai L,Chen S,Tan Z,Sun Y,Hou Z,Wang C.Identification of genesfor controlling swine adipose deposition by integrating transcriptome,whole-genome resequencing,and quantitative trait loci data.Sci Rep.2016Mar 21；6:23219.)，同时眼肌面积在预测生长性状的潜能(如背膘厚和瘦肉率等)中起着重要作用(Friesen KG,Nelssen JL,Goodband RD,Tokach MD,Unruh JA,Kropf DH,Kerr BJ.Theeffect of dietary lysine on growth,carcass composition,and lipid metabolismin high-lean growth gilts fed from 72to 136kilograms.J Anim Sci.1995Nov；73(11):3392-401.)，生猪养殖中通常通过测量眼肌面积来预测其生长性状，但目前关于眼肌面积遗传结构的研究还有待完善(Zhuang Z,Li S,Ding R,Yang M,Zheng E,Yang H,Gu T,Xu Z,Cai G,Wu Z,Yang J.Meta-analysis of genome-wide association studies forloin muscle area and loin muscle depth in two Duroc pig populations.PLoSOne.2019Jun12；14(6):e0218263.)，因此探索发现猪眼肌面积及瘦肉率遗传机制的相关分子标记有助于更好地展开猪的育种研究。
全基因组关联分析(GWAS)，即在全基因组范围上寻找变异位点--单核苷酸多态性(SNPs)进而从中筛选出与目标表型性状显著相关联的SNPs，是检测与复杂性状相关的遗传变异的强大策略(Andersson L.Genome-wide association analysis in domesticanimals:a powerful approach for genetic dissection of traitloci.Genetica.2009Jun；136(2):341-9.)。随着二代测序技术成本的不断下降，GWAS已经普遍用于作物和动物育种研究中解锁基因型-表型关联(Liu HJ,Yan J.Crop genome-wideassociation study:a harvest of biological relevance.Plant J.2019Jan；97(1):8-18.)。在猪育种研究中，已经运用GWAS以探索重要经济性状多样性的遗传变异和遗传结构(Ding R,Yang M,Wang X,Quan J,Zhuang Z,Zhou S,Li S,Xu Z,Zheng E,Cai G,Liu D,Huang W,Yang J,Wu Z.Genetic Architecture of Feeding Behavior and FeedEfficiency in a Duroc Pig Population.Front Genet.2018Jun 19；9:220.)。本发明通过采集来自中粮家佳康某种猪场的长白猪耳组织样，提取DNA后进行质检，再通过建库以及和探针进行杂交，利用porcine 80k SNP高密度功能位点芯片进行基因分型得到基因型数据库，结合其表型测定数据，使用R语言的MVP包，采用MLM模型，筛选出与长白猪眼肌面积及瘦肉率相关的主效基因及功能突变位点(SNP)，为长白猪眼肌面积及瘦肉率的辅助选择和预测改良提供了新的分子标记，对于猪的辅助筛选具有重要意义。
发明内容
本发明采集的1172头长白猪DNA通过porcine 80k SNP高密度功能位点芯片进行基因分型，进一步使用全基因组关联分析(GWAS)筛选出与猪眼肌面积及瘦肉率性状显著相关的SNP，为长白猪眼肌面积及瘦肉率性状的选择提供新的分子标记。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
通过全基因组关联分析筛选得到与猪眼肌面积及瘦肉率性状显著相关的SNP分子标记，该SNP分子标记位于2号染色体，相对参考基因组的位置为1438391，依据Ensmble数据库猪11.1版本参考基因组得到该SNP上下游200bp的核苷酸序列，其核苷酸序列如SEQ IDNO.1或2所示，SNP标记位于所述序列的第201位，多态性位点为C或T。
该分子标记可用于猪眼肌面积及瘦肉率性状的辅助选择和预测，第201位的多态性位点为T时，长白猪拥有较小的眼肌面积和较低的瘦肉率，多态性位点为C时猪拥有较高的瘦肉率和更大的眼肌面积。
附图说明
图1是本发明的总体技术流程。
图2是全基因组关联分析的曼哈顿图。附图标记说明：研究的是猪眼肌面积及瘦肉率性状，筛选到的SNP标记位于猪第2号染色体(SSC2)上。
图3是曼哈顿局部图及连锁单倍型块图，红色正方形为本发明筛选的分子标记。
图4是全基因组关联分析的Quantile-quantile plot。研究的是猪眼肌面积(LMA)及瘦肉率(LMP)性状。
图5是1163头长白猪在本发明筛选到的SNP位点的基因分型结果分布图。N为个体数，其中，0/0表示基因型为CC，0/1表示基因型为CT，1/1表示基因型为TT，LMP表示瘦肉率，LMA表示眼肌面积；***表示p<0.001，差异极显著，****表示p<0.0001，差异极显著。
具体实施方式
本发明中的序列和全基因组关联分析结果是基于猪基因组11.1版本的信息。
实施例1：基因分型检测
(1)通过采集来自中粮家佳康食品有限公司某种猪场1172头长白猪耳样，提取DNA并进行质量检测，利用porcine 80k SNP高密度功能位点芯片进行基因分型得到SNP分型数据。
(2)使用Plink1.9软件将原始数据转换为VCF格式，随后使用该软件对VCF格式文件进行质控：a、maf 1/2N(N为样本数量)：去除最小等位基因频率小于1/2N的SNP位点；b、geno 0.1：剔除基因型检出率小于90％的SNP位点；c、mind 0.1：剔除基因型缺失率大于10％的个体；d、hwe le-6：剔除哈代温伯格平衡检验P值小于10-6的SNP位点，使用beagle4.1软件对质控后的芯片数据进行缺失基因型填充，beagle nthreads＝16gt＝./tb.data.DuplicatesRemoved.vcfout＝tb.impute。
(3)对基因型数据进行质检，最终保留了1163个个体和311157个变异位点用于眼肌面积及瘦肉率性状的全基因组关联分析(GWAS)研究。
实施例2：SNP分子标记与猪眼肌面积及瘦肉率性状的全基因组关联分析
统计来自中粮家佳康食品有限公司某种猪场1163头长白猪的猪眼肌面积和瘦肉率，眼肌面积及瘦肉率的测量方法如下：使用B超测定猪倒数第3～4肋骨间距背中线5cm且垂直背中线处，背膘厚、眼肌深度以及背最长肌膜的强反射产生的近似椭圆形的背最长肌(眼肌)轮廓的高度和宽度，计算公式为：眼肌面积＝眼肌高(cm)×眼肌宽(cm)×0.7；瘦肉率与猪只的背膘厚和眼肌深度均呈线性关系，利用测量的背膘厚和眼肌深度由软件KFNetsKing2030计算得到瘦肉率。将眼肌面积和瘦肉率作为表型用于后续GWAS分析。
采用混合线性模型，利用R语言下的MVP包中的MLM模型进行全基因组关联分析(GWAS)。具体模型如下：y＝Xβ+Zμ+e，其中，y代表个体的表型值，β代表主成分在内的固定效应，μ代表服从分布的随机效应，该分布中G代表由对应个体的SNP计算的亲缘关系矩阵，X和Z代表β和μ的关联矩阵，e代表残差向量。
根据GWAS的结果将每个SNP位点P值转换为-log(P)，根据显著阈值线计算公式-log(1/SNP数)计算，本发明计算得每个SNP位点的-log(P)值大于等于6时表明该SNP与性状之间存在显著关联，并使用R语言的CMplot包绘曼哈顿图和Quantile-quantile plot图(如图2-4)。
本发明选取阈值线上相关性信号最强的SNP位点做进一步分析，筛选出分子标记位于2号染色体，与猪的眼肌面积及瘦肉率性状呈极显著相关，该标记基因型与对应表型眼肌面积和瘦肉率的个体数差异见图5，在采用Mann-Whitney-U单尾检验下，不同基因型的猪群体在眼肌面积(p＝1.838E-11)及瘦肉率(p＝4.859614E-25)性状上存在极显著差异，对于基因型为CT或TT的个体，其眼肌面积及瘦肉率极显著低于CC型个体，因此当该标记为C时，有利于猪拥有更高的瘦肉率和更大的眼肌面积。
Claims (1)
1.SNP标记在长白猪眼肌面积及瘦肉率性状选择中的应用，其特征在于，SNP标记的核苷酸序列如SEQ ID NO.1或2所示，SNP标记位于所述序列的第201位，多态性位点为C或T，相比于多态性位点为T的个体，多态性位点为C时猪拥有高的瘦肉率和大的眼肌面积。
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| CN112941198A (zh) * | 2019-12-10 | 2021-06-11 | 中国农业科学院深圳农业基因组研究所 | 一种检测猪眼肌面积的snp标记及其应用 |
| CN113249492A (zh) * | 2020-02-07 | 2021-08-13 | 中国农业科学院深圳农业基因组研究所 | 一种评估猪眼肌面积的snp标记及其应用方法 |
| CN112126691A (zh) * | 2020-10-15 | 2020-12-25 | 上海新农科技股份有限公司 | 利用猪2号染色体基因多态性位点辅助检测猪背膘厚性状的方法、引物、试剂盒及应用 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| IGF2基因多态性检测与生长性状相关性分析;林长光;刘亚轩;吴悌霖;林金玉;郭长明;朱志明;;福建农林大学学报(自然科学版)(06);第858-866页 * |
| Multi-breed genome-wide association study reveals heterogeneous loci associated with loin eye area in pigs;Yuna He等;J Appl Genetics;第57卷;第511–518页 * |
| 利用大白猪×民猪F_2资源群体开展瘦肉量全基因组关联研究;程笃学;罗维真;张龙超;颜华;李勇;王立刚;宋欣;马小军;陈少康;刘欣;李稳;梁晶;赵克斌;王立贤;;农业生物技术学报(08);第624-627页 * |
| 影响瘦肉率的主基因及其分子标记的研究进展;刘月环, 蒋涛, 彭淑红, 徐宁迎;黄牛杂志(02);第1-6页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116287281A (zh) | 2023-06-23 |
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