摘要
关中奶山羊是我国本土的优良奶山羊品种，具有适应性强、耐粗饲，且产奶量相对较高等优点，是发展奶山羊产业的优良品种之一。但是，由于大多养殖场缺乏育种规划，选种选配不科学，导致关中奶山羊群体的良种率较低，而如何培育优质高繁关中奶山羊成为亟待解决的关键问题。目前随着测序技术通量的增加和成本的下降，通过高通量测序技术的运用有望显著提高奶山羊的遗传进展，有利于培育优质高繁关中奶山羊，且增加产羔数能够明显提高奶山羊产业的经济效益，促进奶山羊产业高质量发展。但是，目前关于调控奶山羊产羔数的主效基因还未被挖掘，且关于关中奶山羊产羔数性状的研究相对较少。因此，本研究基于全基因组重测序技术，利用选择信号检测及全基因组关联分析鉴定关中奶山羊群体的基因组变异，以期找到影响关中奶山羊产羔数的关键变异位点，为关中奶山羊的良种选育奠定基础。本研究主要获得以下结果： 1. 对 513 只关中奶山羊母羊进行全基因组重测序，以其中 20 份高深度重测序数据作为填充面板信息，对剩余 493 份低深度重测序数据进行填充，数据过滤后共获得11397305个高质量SNP突变位点，且这些SNP突变位点较均匀地分布在染色体上。基于不同产羔数群体的遗传多样性分析发现，单羔组、双羔组和多羔组关中奶山羊群体间分化程度较低；基于关中奶山羊群体的 ROH 统计结果提示，不同产羔数群体在较远世代内存在近交；FROH 统计结果表明单羔、双羔和多羔关中奶山羊群体的平均近交系数分别为0.043 ± 0.021、0.041 ± 0.023和0.040 ± 0.022，提示三个群体奶山羊均处于低水平近交状态，表明样本中的个体基因组中来自共同祖先的同源序列比例较低。 2. 利用Fst和θπ的分析手段对不同产羔数比较组（多羔组vs单羔组、多羔组vs双羔组和双羔组 vs 单羔组）的关中奶山羊群体进行选择信号检测，共注释到 1069 个基因，其中 BMPR1A、FSHB、PRLR、KLHL1、ESR2、ERBB4、VEGFA、FOXO1、TGFBR1等68个基因可能影响奶山羊的产羔数。受选择基因的功能富集分析发现，雌激素信号通路、GnRH 信号通路、催产素信号通路、Hippo 信号通路等与繁殖相关的通路可能在关中奶山羊产羔数性状的选择中扮演关键角色。 3. 通过MLM、FarmCPU、BLINK三种计算模型对关中奶山羊不同胎次的产羔数进行全基因组关联分析发现，在第一胎分析中鉴定到17号染色体上24154432 bp位置存在一个显著性位点（Plt;0.05），基因注释到TMEM132D和FZD10两个基因；在第二胎分析中未鉴定到显著位点，但发现 MLM 模型下存在与卵巢发育相关的 CTNNA3基因；在第三胎分析中未鉴定到产羔数的候选基因。 4. 通过对关中奶山羊 CTNNA3 基因的 g.22825593Ggt;C 和 BMPR1A 基因的g.4290923Cgt;T、g.4291017Tgt;G、g.4291027Tgt;C和g.4291272Tgt;G位点进行PCR扩增和Sanger测序，发现除g.4291017Tgt;G外，其余4个SNP均包含纯合型、杂合型和野生型3种基因型，且5个SNP的连锁不平衡分析发现g.4291272Tgt;G和g.4290923Cgt;T处于强连锁状态（ r2 gt; 0.30 ）。群体遗传参数分析显示，在关中奶山羊群体中g.22825593Ggt;C、g.4290923Cgt;T、g.4291027Tgt;C 和 g.4291272Tgt;G 表现为中度多态（0.25lt;PIClt;0.5），g.4291017Tgt;G表现为低度多态（0lt;PIClt;0.25）。5个SNP与关中奶山羊第二胎产羔数的关联分析发现，g.4291027Tgt;C 与产羔数显著相关（P lt;0.05），g.22825593Ggt;C的GG型的产羔数显著多于CC型（P lt; 0.05）。此外，基于关中奶山羊产羔数的多基因聚合效应统计显示，C5（GGCT）为最佳组合基因型。 综上所述，本研究通过全基因组重测序技术在关中奶山羊群体中鉴定到大量的遗传变异位点，并基于选择信号检测筛选到 BMPR1A、FSHB、PRLR、KLHL1、ESR2、ERBB4、VEGFA、FOXO1和TGFBR1等68个可能与关中奶山羊的繁殖性状相关的候选基因；基于全基因组关联分析筛选到 TMEM132D、FZD10 和 CTNNA3 等与奶山羊产羔数相关的候选基因，两组候选基因均在不同程度上影响奶山羊的产羔数性状。Sanger测序和统计学分析验证CTNNA3基因内含子上的g.22825593Ggt;C和BMPR1A基因内含子上的 g.4291027Tgt;C 与山羊产羔数显著相关，且 C5（GGCT）为影响关中奶山羊产羔数的最佳组合基因型。因此，本研究可为培育优质高繁关中奶山羊提供理论指导，有利于推进陕西奶山羊产业的高质量发展。
NETL