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基于全基因组重测序对我国四个藏猪类群群体遗传结构及选择信号的分析

辜浩

基于全基因组重测序对我国四个藏猪类群群体遗传结构及选择信号的分析

辜浩1
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作者信息

  • 1. 四川农业大学
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摘要

藏猪生活在我国青藏高原地区,是我国唯一的高原型猪种,主要分布在西藏、四川、云南、甘肃等地。由于藏猪生活在高原特殊的环境当中,经过了长期的进化选择和适应,形成了其有低氧适应性、反应机敏、抗紫外线辐射、抗逆性强等独特的种质特性。因此,目前对藏猪的研究主要集中在其对高原适应性、不同地理分布和疾病抵抗等方面。现藏猪主要根据生长地理位置分为四川藏猪、西藏藏猪、迪庆藏猪与合作猪这四个不同类群,但由于青藏高原地域辽阔,具有复杂的地形地貌,形成了天然的地理屏障,加之藏猪自然保护区的建立,使不同藏猪群体间存在长期地理隔离,导致目前四个藏猪类群间的群体遗传关系不明。基于此,本研究首先对四个藏猪类群的生产性能进行了比较,然后对来自四个藏猪保护区内的127头不同类群藏猪进行了全基因组重测序分析,通过对测序数据的深入分析和挖掘来探究四个藏猪类群的群体遗传关系、群体结构组成和选择信号,基于这些研究来揭示四个藏猪类群间的群体关系,结果如下: 1.四个藏猪类群间生产性能差异较大,迪庆藏猪有最大的屠宰体重且屠宰率也最高达到了70%,西藏藏猪瘦肉率最高、最低为四川藏猪;四个藏猪群体在肉色、pH值、大理石纹评分等肉质性状的表现上均表现较好,四川藏猪肌内脂肪含量最高;迪庆藏猪繁殖性能最高表现出较大差异,其余三个类群表现较为一致。 2.对四个藏猪保护区内选择的127头藏猪进行全基因组重测序获得687.41Gb的原始数据,平均测序深度达到了2.18x,西藏藏猪、四川藏猪、迪庆藏猪与合作猪这四个藏猪群体分别平均鉴定出2654216、3563965、3496792和2989950个单核苷酸多态性位点。 3.西藏藏猪、四川藏猪、迪庆藏猪与合作猪分别检测到3191、2968、3259和3413个全基因组长纯合片段(ROH);基于ROH计算四个藏猪群体的近交系数FROH,发现四个群体中合作猪平均FROH值最大,迪庆藏猪最小,说明合作猪具有较高的近交水平;进一步通过IBS矩阵和G矩阵探究四个藏猪类群群体亲缘关系,发现四个藏猪群体内部分别具有较高的亲缘关系,表明四个群体中均存在近交情况。 4.四个藏猪类群多态性标记比例位于0.4288-0.4788之间,说明四个藏猪类群中具有中等水平的基因多态性;期望杂合度、观测杂合度分析表明四个藏猪类群内部个体间亲缘关系较为接近,同时也有其他外血缘的渗入影响;连锁不平衡分析发现四个藏猪的衰减速度相似,均具有较快的衰减速度,表明藏猪受选择程度较低,群体遗传多样性较为丰富。 5.主成分分析结果表明四个藏猪群体出现了较为明显的群体分层,其中迪庆藏猪、合作猪与其余两个群体有较远的遗传关系,而四川藏猪和西藏藏猪遗传关系较为相近;根据系统进化树分析,四个藏猪群体具有四个不同的进化分支,且存在较远的进化关系。 6.使用Admixture分析四个藏猪群体的祖先成分结果表明:当K=2时,四个藏猪群体主要有2种不同的祖先成分,K=4时,四个藏猪群体间由四个不同的祖源组成,反应了这四个藏猪群体的祖先血缘来源情况。 7.使用θπ、Fst、Tajima’sD与XP-CLR这四种不同信号选择方法对藏猪选择信号分析,结果表明在前5%的受选择区域内四种方法共同受选择基因有19个,通过对其生物学功能分析发现,这些基因主要参与了DNA修复、免疫调节、心血管循环等过程,表明藏猪进化过程中在这些方面受到了选择。 综上可知,本研究通过藏猪全基因组遗传信息对四个藏猪类群进行了系统分析,结果显示,藏猪具有丰富的遗传多样性;但由于长期的地理隔离加上自然和人工的选择,现四川藏猪、西藏藏猪、迪庆藏猪与合作猪这四个藏猪类群间从遗传学层面上亲缘关系较远,体现出不同的进化方向;研究结果丰富了对我国藏猪群体遗传特征的了解,对不同类群藏猪的资源保护提供了理论参考。

关键词

藏猪/全基因组重测序/遗传多样性/群体遗传/选择信号

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授予学位

硕士

学科专业

畜牧

导师

朱砺/李强

学位年度

2023

学位授予单位

四川农业大学

语种

中文

中图分类号

S8
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