多組學(xué)分析揭示恩施黑豬經(jīng)濟性狀相關(guān)的遺傳信號和分子通路.pdf

1、大量報道表明，馴化物種的受選擇基因組區(qū)域或者基因與遺傳育種程序高度相關(guān)，能用于輔助產(chǎn)生新的或者期望的表型性狀，此外基因的甲基化水平和表達水平也與這些受選擇信號高度相關(guān)。恩施黑豬是一種典型的肉脂兼用型豬種，它具有肉質(zhì)好、適應(yīng)性強、蓄脂能力強以及抗病性強等優(yōu)良性狀。為了研究其馴化過程中這些優(yōu)良性狀的遺傳調(diào)控機制，本研究對來自三個不同地方的恩施黑豬群體的DNA分別進行了混池測序，并獲得了約72倍豬參考基因組大小的重測序數(shù)據(jù)。此外，本研究還分別

2、對90日齡的恩施黑豬、大白豬以及中國野豬進行了全基因組甲基化測序、mRNA測序以及小RNA測序。最后對四種數(shù)據(jù)進行了整合分析，主要獲得以下結(jié)果:
　　(1)獲得了屬于三個不同亞群的5頭恩施黑豬的全線粒體DNA序列，長度約為16.7kb，發(fā)現(xiàn)三種不同體型的恩施黑豬具有較近的遺傳關(guān)系。
　　(2)三個亞群恩施黑豬以及野豬群體重測序共產(chǎn)生266.30Gb數(shù)據(jù)，在四個群體中都發(fā)現(xiàn)了大約14M的SNP，恩施黑豬與中國野豬見共享了60.

3、92％的SNP，而恩施黑豬群體之間則共享75.56％的SNP?；谌蚪MSNP信息位點的系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果顯示，恩施黑豬遺傳距離較小，且大型豬和中型豬具有更近的遺傳距離。
　　(3)在恩施黑豬基因組中鑒定出417個受到強烈選擇的基因，這些受選擇的基因主要與新陳代謝、免疫應(yīng)答以及生長發(fā)育相關(guān)。其中RPS10、GSK3A、INSL6、TBX19以及VASN5個基因在恩施黑豬中呈現(xiàn)極強的正向選擇信號，這些基因的功能涉及到免疫、肥胖、體型

4、大小以及繁殖力等方面，與恩施黑豬的優(yōu)良性狀高度相關(guān)。
　　(4)首次構(gòu)建了恩施黑豬肝臟組織的全基因組單堿基分辨率DNA甲基化圖譜，結(jié)果表明，絕大多數(shù)甲基化位點出現(xiàn)在CpG二核苷酸處，CHG和CHH三核苷酸中甲基化位點較少且甲基化水平較低。
　　(5)恩施黑豬與大白豬以及中國野豬之間的差異甲基化基因主要富集于轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞分化以及免疫相關(guān)通路。恩施黑豬與大白豬以及中國野豬之間的差異表達基因主要富集于能量代謝以及免疫相關(guān)通路。恩施黑

5、豬與大白豬以及中國野豬之間的差異表達miRNA的靶基因主要富集于新陳代謝以及生長發(fā)育相關(guān)通路。四種組學(xué)數(shù)據(jù)都能展示恩施黑豬優(yōu)良性狀相關(guān)的分子通路，且各組學(xué)的調(diào)控過程不是一個獨立的過程，而是以某種復(fù)雜的方式共同發(fā)揮作用的。
　　(6)啟動子區(qū)域高甲基化的基因表達水平較低，低甲基化水平的基因表達水平較高，受這種調(diào)控模式的差異表達基因占了總差異表達的基因的50％，說明這僅是甲基化對基因表達調(diào)控的主要模式之一。同理，啟動子區(qū)域高甲基化的m

6、iRNA表達水平較低，低甲基化水平的miRNA表達水平較高，但只有極少數(shù)miRNA受到這種機制的調(diào)控，miRNA受甲基化調(diào)控的機制和mRNA具有較大的不同。此外，受選擇基因在以上三個不同豬種中都具有高表達低甲基化的特點，說明這些基因可能對維持豬的生命功能發(fā)揮著重要的作用。
　　綜上，本研究對恩施豬進行線粒體DNA測序、重測序、DNA甲基化測序、mRNA測序、miRNA測序等多層次的功能基因組學(xué)分析，鑒定出恩施黑豬基因組中受自然選擇