猪肋骨数性状全基因组关联分析及LTBP2基因的克隆与表达

摘要

在中国，排骨是猪胴体中最有价值的部位之一，因此，对猪肋骨数性状候选基因的探索成为研究热点。为了研究猪肋骨数性状变异的遗传基础，本研究利用Porcine SNP60K芯片对大白猪×民猪构建的F2资源群体中的596头F2个体进行基因型分型，通过GWAS的方法将影响猪肋骨数变异的QTL定位到SSC7上2.38Mb区间内，其中最显著SNP位点ASGA0035536可解释16.51％的表型变异。利用F1代公猪进行共享单倍型分析，将SSC7上影响肋骨数变异的QTL区间缩小至约952Kb，该区间共包含15个注释基因。对596头F2个体进行基因组重测序，精细GWAS得到7083个显著SNPs(P＜7.45E-07)，跨度约为6.8Mb(102.59-109.39Mb)，利用-1og(/0)[（P值）-3]的方法，将多肋主效QTL区间缩小至约800Kb(103.1-103.9Mb)，该区间包含11个注释基因。其中，LTBP2基因可以编码潜在型转化生长因子β结合蛋白，有报道表明，该基因可以间接调控生长分化因子Gdf11的活性，敲除Gdf11基因的小鼠表现肋骨数增加。因此，我们认为LTBP2基因在猪群体中可以作为一个新的肋骨数候选基因。
　　为了进一步确定SSC7上影响猪肋骨数性状变异的候选基因LTBP2中的因果突变位点，本研究首先通过RACE方法，克隆了LTBP2基因的cDNA全长序列，共计7608bp，包含34个外显子。利用祖代F0个体筛选SNP，共检测出73个SNPs，将这些SNPs在F2资源群体中与肋骨数性状进行关联分析，共得出14个SNPs(1个位于5'UTR、2个位于ORF框、11个位于3'UTR)与猪肋骨数表型性状显著关联。组织表达谱试验结果表明，LTBP2基因均在生长发育的180日龄表达量最高，且LTBP2基因都在肺组织中的表达量最高。
　　本研究通过GWAS、精细定位、基因组重测序的方法将LTBP2基因作为影响猪肋骨数变异的主效候选基因，该发现不但对GWAS后主效基因探索研究有着重要的理论意义，而且可以加深我们对猪肋骨数变异遗传结构的理解。

目录

声明

摘要

英文缩略表

第一章 引言

1．1 猪的脊椎数变异

1．2 猪脊椎数变异的选育意义

1．3 猪脊椎数的QTL研究进展

1．4 猪肋骨数变异候选基因LTBP2的研究进展

1．5 本研究的目的和意义

第二章 猪肋骨数性状全基因组关联分析

2．1 试验材料

2．1．1 试验动物

2．1．2 试验样品采集与数据收集

2．1．3 主要仪器设备、试验试剂和试验溶液的配制

2．2 试验方法

2．2．1 基因组DNA的提取和质量检测

2．2．2 SNP基因型判定

2．2．3 芯片数据的质量控制

2．2．4 芯片数据分析

2．2．5 共享单倍型分析

2．2．6 F2资源群体的基因组重测序

2．2．7 单倍型分析

2．2．8 基因注释及候选基因筛选

2．2．9 肋骨数候选基因VRTN的因果突变验证

2．3 试验结果

2．3．1 质量控制结果

2．3．2 猪肋骨数性状描述性统计

2．3．3 全基因组关联分析

2．3．4 共享单倍型分析将显著区间缩小至约952Kb

2．3．5 F2资源群体的基因组重测序将显著区间缩小至约800Kb

2．3．6 VRTN基因的因果突变验证

2．4 讨论

2．4．1 猪肋骨数性状的GWAS结果

2．4．2 候选基因筛选

2．5 本章小结

第三章 LTBP2的克隆与表达

3．1．3 主要仪器设备、试验试剂

3．2 试验方法

3．2．1 LTBP2基因cDNA克隆

3．2．2 LTBP2基因的生物信息学分析

3．2．3 LTBP2基因的多态性探索及群体验证

3．2．4 LTBP2基因的组织表达谱分析

3．3 试验结果

3．3．1 LTBP2基因cDNA克隆

3．3．2 LTBP2基因的生物信息学分析

3．3．3 LTBP2基因的多态性探索及群体验证

3．3．4 LTBP2基因组织表达谱分析

3．4 讨论

3．5 本章小结

第四章 全文结论

参考文献

附录

致谢

作者简历