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

1、大量報(bào)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(dá)水平也與這些受選擇信號(hào)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(qiáng)、蓄脂能力強(qiáng)以及抗病性強(qiáng)等優(yōu)良性狀。為了研究其馴化過(guò)程中這些優(yōu)良性狀的遺傳調(diào)控機(jī)制，本研究對(duì)來(lái)自三個(gè)不同地方的恩施黑豬群體的DNA分別進(jìn)行了混池測(cè)序，并獲得了約72倍豬參考基因組大小的重測(cè)序數(shù)據(jù)。此外，本研究還分別

2、對(duì)90日齡的恩施黑豬、大白豬以及中國(guó)野豬進(jìn)行了全基因組甲基化測(cè)序、mRNA測(cè)序以及小RNA測(cè)序。最后對(duì)四種數(shù)據(jù)進(jìn)行了整合分析，主要獲得以下結(jié)果:
　　(1)獲得了屬于三個(gè)不同亞群的5頭恩施黑豬的全線粒體DNA序列，長(zhǎng)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(gè)亞群恩施黑豬以及野豬群體重測(cè)序共產(chǎn)生266.30Gb數(shù)據(jù)，在四個(gè)群體中都發(fā)現(xiàn)了大約14M的SNP，恩施黑豬與中國(guó)野豬見(jiàn)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(diǎn)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(gè)受到強(qiáng)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(zhǎng)發(fā)育相關(guān)。其中RPS10、GSK3A、INSL6、TBX19以及VASN5個(gè)基因在恩施黑豬中呈現(xiàn)極強(qiáng)的正向選擇信號(hào)，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(diǎn)出現(xiàn)在CpG二核苷酸處，CHG和CHH三核苷酸中甲基化位點(diǎn)較少且甲基化水平較低。
　　(5)恩施黑豬與大白豬以及中國(guó)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(guó)野豬之間的差異表達(dá)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(guó)野豬之間的差異表達(dá)miRNA的靶基因主要富集于新陳代謝以及生長(zhǎng)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(guò)程不是一個(gè)獨(dú)立的過(guò)程，而是以某種復(fù)雜的方式共同發(fā)揮作用的。
　　(6)啟動(dòng)子區(qū)域高甲基化的基因表達(dá)水平較低，低甲基化水平的基因表達(dá)水平較高，受這種調(diào)控模式的差異表達(dá)基因占了總差異表達(dá)的基因的50％，說(shuō)明這僅是甲基化對(duì)基因表達(dá)調(diào)控的主要模式之一。同理，啟動(dòng)子區(qū)域高甲基化的m

6、iRNA表達(dá)水平較低，低甲基化水平的miRNA表達(dá)水平較高，但只有極少數(shù)miRNA受到這種機(jī)制的調(diào)控，miRNA受甲基化調(diào)控的機(jī)制和mRNA具有較大的不同。此外，受選擇基因在以上三個(gè)不同豬種中都具有高表達(dá)低甲基化的特點(diǎn)，說(shuō)明這些基因可能對(duì)維持豬的生命功能發(fā)揮著重要的作用。
　　綜上，本研究對(duì)恩施豬進(jìn)行線粒體DNA測(cè)序、重測(cè)序、DNA甲基化測(cè)序、mRNA測(cè)序、miRNA測(cè)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