發(fā)布時間：2018-05-10 16:27

  本文選題：中國美利奴羊(新疆型) + 毛品質(zhì)性狀��； 參考：《石河子大學》2017年博士論文

【摘要】：細羊毛產(chǎn)量和質(zhì)量決定了羊毛的經(jīng)濟價值,關(guān)系到羊毛產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效益。發(fā)現(xiàn)和鑒定影響細羊毛產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的基因或標記,是利用標記輔助選擇策略開展細毛羊遺傳育種的前提。本研究以中國美利奴羊(新疆型)為主要研究對象,圍繞羊毛纖維直徑和自然長度、伸直長度、伸直率等毛品質(zhì)性狀和產(chǎn)毛量,利用全集因組SNPs數(shù)據(jù)信息,結(jié)合連鎖不平衡(Linkage Disequilibrium,LD)和全基因組關(guān)聯(lián)分析(Genome-Wide Association Studies,GWAS)的方法,篩選和鑒定影響細毛羊上述主要毛品質(zhì)性狀的基因、標記和染色體的區(qū)域,為細毛羊分子育種奠定基礎。1、中國美利奴羊(新疆型)是以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)細毛著稱的品種,而對于該品種的LD研究尚未見深入報道。本研究利用635只中國美利奴羊(新疆型)的Illumina OvineSNP50 BeadChip分型數(shù)據(jù),用Plink進行質(zhì)量控制,標準設定為SNP檢出率大于0.95,樣本檢測率大于0.95,最小等位基因頻率大于0.05,哈代溫伯格平衡檢驗顯著性水平大于0.000001,去除性染色體,質(zhì)控后,對26條常染色體上的46062個SNPs位點的分布和特征進行統(tǒng)計分析,根據(jù)連鎖不平衡平方相關(guān)系數(shù)(r2)分別對常染色體組和每條常染色體進行計算,證實在中國美利奴羊(新疆型)0-10kb物理距離范圍內(nèi)屬于中度連鎖(r2≥0.25),并對每一條染色體上的連鎖不平衡進行計算,其中r2最大的前四條染色體分別是OAR25和OAR24、OAR18、OAR10,在這些區(qū)域共注釋與毛囊發(fā)育相關(guān)的基因47個;在LD分析的基礎上,對中國美利奴羊(新疆型)七個世代(2000世代、1000世代、500世代、100世代、50世代、10世代、5世代)的有效群體大小(Effective population size,Ne)進行了估計,研究發(fā)現(xiàn),中國美利奴羊有效群體大小隨著世代的增加而減少,在50世代下降速度最快,這與該品種在上世紀七十年代大規(guī)模選育的歷史相吻合;同時,中國美利奴羊(新疆型)在第十個世代,有效群體含量呈下降趨勢,近期(五個世代)有效群體大小范圍介于140.36到183.33只,從而證明了中國美利奴羊(新疆型)在近15年內(nèi)有效群體在逐漸減少,須加大對這一品種遺傳多樣性的保護,這為中國美利奴羊(新疆型)群體的科學保護提供了理論依據(jù)。2、采用Illumina OvineSNP50 BeadChip基因芯片技術(shù),首先,對中國美利奴羊(新疆型)和德國美利奴羊728只個體進行了SNP分型分析,完成了其中728只個體的羊毛纖維直徑、364只個體的羊毛自然長度、伸直率、伸直長度以及產(chǎn)毛量性狀的測量和整理;其次,對表型性狀進行正態(tài)分布檢驗,發(fā)現(xiàn)伸直長度和產(chǎn)毛量符合正態(tài)分布,自然長度和纖維直徑、伸直率不符合正態(tài)分布,對不符合正態(tài)分布的表型進行BoxCox分析,使其符合正態(tài)分布;再次,對研究群體進行主成份分析(Principal Component Analysis,PCA)發(fā)現(xiàn)在選擇的資源群體中有分層現(xiàn)象,這可能給分析結(jié)果帶來假陽性,為了得到準確的結(jié)果,對校正后的自然長度和質(zhì)控后的SNPs分別構(gòu)建廣義線性模型(Generalized linear model,GLM)和混合線性模型(Mixed liner model,MLM),通過分位數(shù)-分位數(shù)(Quantile-Quantile,Q-Q)圖,發(fā)現(xiàn)混合線性模型的觀測值和期望值的基線吻合性優(yōu)于廣義線性模型,從而說明了混合線性模型更適合本研究的資源群體;然后,通過混合線性模型進行分析,得到35個顯著的SNPs(P值0.05/47025=10-5.97),在SNPs附近共檢測到41個基因,潛在相關(guān)的SNPs共38個(取最顯著關(guān)聯(lián)的SNPs標記的-log10(P值)下降3為潛在相關(guān)的SNPs標記);最后,選擇s33115.1位點分別在中國美利奴羊(新疆型)和德國美利奴羊進行群體驗證:在兩個群體中,AA基因型對應的伸直長度與AB和BB兩種基因型對應的伸直長度差異顯著,AB和BB基因型對應的伸直長度之間差異不顯著,兩個群體中,基因型頻率都以BB型為主,AA型頻率最低,證明了該分析和全基因組關(guān)聯(lián)分析的結(jié)果一致。本論文基于Illumina OvineSNP50 BeadChip基因芯片,建立了中國美利奴羊(新疆型)連鎖不平衡和全基因組關(guān)聯(lián)分析的技術(shù)平臺,獲得了中國美利奴羊(新疆型)SNPs圖譜和其分布特征,在此基礎上,篩選和挖掘與細毛羊羊毛品質(zhì)性狀相關(guān)的候選基因或標記,這為進一步研究和挖掘中國美利奴羊(新疆型)毛品質(zhì)性狀相關(guān)的候選基因或標記的分子調(diào)控機制奠定了基礎。
[Abstract]:The production and quality of fine wool determines the economic value of wool, which is related to the production benefit of wool industry. The discovery and identification of genes or markers affecting the yield and quality of fine wool is the premise of using marker assisted selection strategy to carry out genetic breeding of fine wool sheep. The study is based on the Chinese Merino sheep (Xinjiang type) as the main research object. Wool fiber diameter and natural length, elongation length, elongation rate and other wool quality traits and wool yield were used to screen and identify the main wool quality of fine wool sheep by means of Linkage Disequilibrium, LD and whole genome association analysis (Genome-Wide Association Studies, GWAS) in complete set of SNPs data. The genes, markers and chromosomes of the traits have laid the foundation for the breeding of fine wool sheep, and the Chinese Merino sheep (Xinjiang type) is famous for producing fine fine hair, while the LD study of this breed has not been reported in depth. This study uses the Illumina OvineSNP50 BeadChip typing data of 635 Chinese Merino sheep (Xinjiang type). Using Plink for quality control, the standard set is that the detection rate of SNP is greater than 0.95, the sample detection rate is greater than 0.95, the minimum allele frequency is more than 0.05, the Hardy Weinberg balance test is more significant than 0.000001, and the distribution and characteristics of 46062 SNPs loci on the 26 autosomes are statistically analyzed. The linkage disequilibrium square correlation coefficient (R2) was used to calculate the autosomes and each autosomes respectively. It was proved that in the physical distance range of the Chinese Merino sheep (Xinjiang type), the 0-10kb physical distance was a moderate linkage (R2 > 0.25), and the linkage disequilibrium on each chromosome was calculated, of which the largest four chromosomes of the R2 were OAR25, respectively. A total of 47 genes related to hair follicle development were annotated with OAR24, OAR18, OAR10, and on the basis of LD analysis, the effective population size (Effective population size, Ne) of seven generations (2000, 1000, 500, 100, 50, 10, 5) of Chinese Merino sheep (Xinjiang type) was estimated. The effective population size of Chinese Merino sheep decreased with the increase of generation and the fastest decline in the 50 generation, which coincided with the history of large-scale breeding in 70s of last century. At the same time, the Chinese Merino sheep (Xinjiang type) was in tenth generations, the effective population showed a decline trend, and the recent (five generation) effective population size. The range of 140.36 to 183.33 only proves that the effective population of the Chinese Merino sheep (Xinjiang type) is gradually decreasing in the last 15 years. It is necessary to increase the protection of the genetic diversity of this breed. This provides a theoretical basis for the scientific protection of the Chinese Merino sheep (Xinjiang type) group by.2, using the Illumina OvineSNP50 BeadChip gene chip technology, First, 728 individuals of the Chinese Merino sheep (Xinjiang type) and German Merino sheep were analyzed by SNP typing. The wool fiber diameter of 728 of them, the natural length of 364 wool, the straightening rate, the elongation length and the wool yield were measured and arranged. Secondly, the normal distribution of the phenotypic characters was tested and the extension was found. The direct length and wool yield conforms to the normal distribution, the natural length and fiber diameter, the elongation does not conform to the normal distribution, and the BoxCox analysis of the phenotypes that do not conform to the normal distribution makes it conform to the normal distribution; thirdly, the principal component analysis (Principal Component Analysis, PCA) of the study group is found to be stratified among the selected resource groups. In order to get the exact result, the generalized linear model (Generalized linear model, GLM) and the mixed linear model (Mixed liner model, MLM) are constructed respectively for the corrected natural length and the SNPs after the quality control, and the mixed linear model is found by the fractional number of quantiles (Quantile-Quantile, Q-Q), and the mixed linear model is found. The baseline agreement between the observed values and the expected values is better than that of the generalized linear model, which shows that the mixed linear model is more suitable for the resource groups of this study. Then, 35 significant SNPs (P values 0.05/47025=10-5.97) are obtained by the mixed linear model, and 41 genes are detected near SNPs, and the potential related SNPs is 38. The -log10 (P value) of the significantly associated SNPs markers decreased by 3 for the potentially related SNPs markers. Finally, the selection of s33115.1 loci in Chinese Merino sheep (Xinjiang type) and German Merino sheep showed that the extension length corresponding to the AA genotype corresponding to the two genotypes of AB and BB was significantly different in the two populations, AB and BB. There was no significant difference between the length of the genotypes. Among the two groups, the genotype frequency was BB type and the AA type was the lowest. It proved that the analysis was consistent with the result of the whole genome association analysis. Based on the Illumina OvineSNP50 BeadChip gene chip, the linkage disequilibrium and full base of the Chinese Merino sheep (Xinjiang type) were established. Based on the technical platform of group association analysis, the SNPs map and its distribution characteristics of Chinese Merino sheep (Xinjiang type) were obtained. On this basis, the candidate genes or markers related to the quality traits of fine wool sheep wool were screened and excavated. This is the candidate genes or markers related to the wool quality traits of the Chinese Merino sheep (Xinjiang type). The mechanism of molecular regulation has laid the foundation.

【學位授予單位】：石河子大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S826

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本文編號：1870030