全基因組重測(cè)序揭示中國(guó)短脂尾綿羊微進(jìn)化關(guān)系及繁殖相關(guān)基因的遺傳變異.pdf

1、我國(guó)短脂尾綿羊品種資源豐富，分布廣泛于中北部區(qū)域。據(jù)考古學(xué)和遺傳學(xué)研究，蒙古羊是短脂尾綿羊品種的共同祖先，在經(jīng)過(guò)遷移、馴化和適應(yīng)之后，許多演化品種在表型性狀上發(fā)生了明顯變化，特別是在繁殖、生長(zhǎng)等性狀上差異較大，但由進(jìn)化所導(dǎo)致表型差異的遺傳機(jī)制尚不清楚，缺乏全基因組水平的系統(tǒng)研究。本研究以蒙古羊、小尾寒羊和多浪羊?yàn)檠芯繉?duì)象，采用全基因組重測(cè)序、生物信息學(xué)分析等技術(shù)方法開展了相關(guān)研究。取得結(jié)果如下:
　　(1)本研究通過(guò)全基因組重測(cè)序

2、，總共獲得三個(gè)綿羊品種基因組測(cè)序數(shù)據(jù)78 G，深度達(dá)到已公布的綿羊參考基因組的43.2×，平均每個(gè)品種14.4×;與參考基因組比對(duì)，共獲得13，209，060個(gè)高質(zhì)量SNPs（單核苷酸多態(tài)性）和912，131個(gè)InDels（插入缺失位點(diǎn)），通過(guò)Sanger測(cè)序驗(yàn)證SNP準(zhǔn)確率達(dá)到95.8％(115/120)。
　　(2)位于小尾寒羊蛋白編碼區(qū)(CDS)的SNP共90，853個(gè)，其中同義SNP有36，820個(gè)，錯(cuò)義SNP有54，03

3、3個(gè)（分別位于11，063個(gè)基因內(nèi)），無(wú)義SNP有2，474個(gè)（分別位于1，789個(gè)基因內(nèi)）。位于蒙古羊CDS的SNP共90，720個(gè)，其中同義SNP有37，449個(gè)，錯(cuò)義SNP有53，271個(gè)（分別位于11，421個(gè)基因內(nèi)），無(wú)義SNP有2，421個(gè)（分別位于1，810個(gè)基因內(nèi)）。位于多浪羊CDS的SNP共56，804個(gè)，其中同義SNP有21，029個(gè)，錯(cuò)義SNP有35，775個(gè)（分別位于7，724個(gè)基因內(nèi)），無(wú)義SNP有1，786個(gè)

4、（分別位于1，192個(gè)基因內(nèi)）。
　　(3)由于小尾寒羊和多浪羊都具有多胎、常年發(fā)情的表型，而蒙古羊?yàn)閱翁?、季?jié)性發(fā)情，因此我們選取了同時(shí)在小尾寒羊和多浪羊中發(fā)生錯(cuò)義突變而不在蒙古羊中發(fā)生錯(cuò)義突變的基因共797個(gè)，進(jìn)行GO功能注釋，主要富集于6大類生物學(xué)功能，其中15個(gè)基因富集于繁殖條目（其中12個(gè)基因富集于GO:0007283精子發(fā)生），KEGG通路分析共注釋到5條生化通路，其中Progesterone-mediated ooc

5、yte maturation（孕激素介導(dǎo)的卵母細(xì)胞成熟）通路包含7個(gè)基因（RPS6KA3、MAD2L1、CCNB2、GNAI2、ADCY5、PIK3R5、CDC25B），我們推測(cè)這些基因與短脂尾綿羊的繁殖性狀有關(guān)。
　　(4)我們?cè)谛∥埠蚧蚪M上共鑒定出選擇進(jìn)化區(qū)域145個(gè)，總長(zhǎng)度45.3 Mb，占整個(gè)基因組長(zhǎng)度的1.74％。其中常染色體上，以Z(HP)＜-4和Z(FST)＞4為閾值，有108個(gè)高度純合的區(qū)域和65個(gè)與蒙古羊的遺

6、傳距離極遠(yuǎn)的區(qū)域。合并后共136個(gè)區(qū)域，包含774個(gè)蛋白編碼基因。X染色體上，以Z(HP)＜-3和Z(FST)＞3為閾值，共有9個(gè)區(qū)域包含24個(gè)蛋白編碼基因被鑒定。
　　(5)對(duì)小尾寒羊選擇進(jìn)化區(qū)域內(nèi)的基因進(jìn)行GO功能注釋，主要富集到8大類生物學(xué)功能（發(fā)育過(guò)程、細(xì)胞過(guò)程、多細(xì)胞生物過(guò)程、生物調(diào)節(jié)、代謝過(guò)程、繁殖、定位和生長(zhǎng)）的32個(gè)功能條目。KEGG通路分析注釋到11個(gè)生化通路，其中包括Endometrialcancer（子宮內(nèi)膜

7、癌）、Prostate cancer（前列腺癌）等，可能與短脂尾綿羊的繁殖性狀具有潛在的關(guān)系。
　　(6)小尾寒羊基因組選擇進(jìn)化區(qū)域內(nèi)繁殖功能相關(guān)的基因共25個(gè)，其中只在小尾寒羊發(fā)生進(jìn)化的有8個(gè):MMP14、PMCH、HMGCR、SLC6A3、PRL、OXT、TSSK3、FLT1;同時(shí)在小尾寒羊和多浪羊中發(fā)生進(jìn)化的有5個(gè):ADAM2、GAMT、NR3C1、DAZAP1、ADAM29;只在蒙古羊發(fā)生進(jìn)化的有1個(gè):HOXA10;三個(gè)品