晋南牛遗传结构特征及选择信号分析

摘要：

[目的]阐明晋南牛的遗传结构特征,通过选择信号检测挖掘与晋南牛经济性状相关的候选基因,探究其在进化过程中的受选择情况.[方法]对晋南牛和红安格斯牛全基因组测序数据进行分析,鉴定2个群体的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)标记,分析其在基因组的位置及其结构特征,基于SNP信息进行主成分分析(PCA)、构建状态同源矩阵(IBS);采用群体遗传分化指数(Fst)和核苷酸多样性比值(θπ)方法联合筛选晋南牛基因组受到强烈选择的区域,并对筛选到的受选择基因进行数量性状基因座(QTL)定位、GO功能和KEGG通路富集分析.[结果]晋南牛群体SNPs位点主要分布于基因间区域,其次位于内含子区域.PCA和IBS分析结果表明,晋南牛和红安格斯牛2个群体间不存在杂交现象,且晋南牛群体中个体间遗传距离较远.通过Fst和θπ联合分析共筛选到188个潜在受选择区域.QTL分析结果表明晋南牛的选择信号多与生长、肉质及抗病性状相关.GO功能和KEGG通路富集分析显示,筛选到晋南牛强受选择的与经济性状相关的候选基因11个,包括组织蛋白酶1(CATHL1)、CATHL3、组织蛋白酶抗菌肽(CAMP)、CATHL4、RAS1激酶抑制因子(KSR1)、梅氏同源框1(MEIS1)、不规则片段极性蛋白1(DVL1)、多梳组无名指1(PCGF1)、RB转录辅助抑制因子1(RB1)、再生家族成员4(REG4)和卷曲类受体7(FZD7),在其外显子区域均检测到了 SNP位点;除MEIS1、PCGF1、PZD7基因外,其他基因均存在非同义突变位点,且KSR1基因存在获得终止密码子的突变,CAMP基因存在获得终止密码子的突变和缺失终止密码子的突变;与红安格斯牛相比,晋南牛存在6个特有的受选择基因:CATHL1、CATHL4、CAMP、MEIS1、PCGF1、PZD7,主要与抗病性、生长和骨骼肌发育等相关.[结论]本研究从全基因组水平探究了晋南牛的遗传结构及选择信号特点,筛选出6个可能与晋南牛经济性状相关的候选基因,为后续晋南牛保种选育、特色性状形成的分子机制研究提供理论参考.

关键词：全基因组重测序、晋南牛、红安格斯牛、遗传距离、选择信号

所属期刊栏目：51

分类号：S823.8(家畜)

资助基金：国家自然科学基金;山西省应用基础研究计划面上项目;山西农业大学横向科技项目;山西农业大学横向科技项目;山西农业大学横向科技项目;山西农业大学横向科技项目

在线出版日期：2024-02-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：160-171