利用全基因组关联分析鉴别影响苏姜猪体长的基因位点

Body length has a high correlation with weight and meat production in pigs. Understanding the genetic mechanism underlying the variation of body length is of great value for the improvement of pig production performance. The Sujiang pig is a Chinese cultivated breed with considerable phenotypic variance in body length. We plan to perform a genome-wide association study (GWAS) for body length in Sujiang pigs using the Axiom Porcine 660K Genotyping Array Beadchip. Then, the identified genomic loci will be refined via higher-density markers and a linkage and linkage disequilibrium analysis. Next, potential causal mutations will be detected by literature mining and searching against the publically available genomic data set, and their evolutionary conservation will be evaluated through the homologous sequence alignment between vertebrate species. Further, we will verify these causal mutations by an association analysis in a large population of Sujiang pigs. Finally, the causal mutations will be confirmed by functional assays. The expected findings will not only identify a set of genes associated with body length in Sujiang pigs, shedding insight into the molecular mechanism underlying body length in farm animals; but also provide critical markers for the development of molecular breeding techniques for pork production in Sujiang pigs.

猪体长与产肉量有很高的相关性，揭示体长变异的遗传机理对提高猪产肉性能具有重要意义。苏姜猪是我国自主培育的优良猪种，体长存在变异。本项目拟利用Axiom Porcine 660K Genotyping Array芯片对苏姜猪核心群进行基因分型，针对体长性状开展全基因组关联分析（Genome-wide association study，GWAS）；通过增加标记密度，开展基于连锁和连锁不平衡的单倍型关联分析，精细定位目的主效基因位点；在上述研究结果的基础上，利用公共重测序数据库搜寻候选基因的突变位点，发现潜在的因果突变位点（causative mutation）；通过各物种间的同源序列比对评估关键突变的保守性，并对这些位点再次进行大群关联验证分析；最后，通过功能验证实验确定因果突变位点。预期结果不仅将鉴别到与苏姜猪体长相关的目的基因，揭示体长性状形成的分子机理，还将为创建苏姜猪和含苏姜猪血缘猪群产肉性状的分子育种技术提供重要的分子标记。

猪体长与产肉量有很高的相关性，揭示体长变异的遗传机理对提高猪产肉性能具有重要意义。苏姜猪是我国自主培育的优良猪种，体长存在变异。本项目拟利用全基因组关联分析（genome-wide association study, GWAS）鉴别与苏姜猪体长相关的目的基因，揭示体长性状形成的分子机理，为创建苏姜猪产肉性状的分子育种技术提供重要的分子标记。.在本项目的实施过程中，除原有指标体长外，增加了5个生长性状指标（体重、体高、胸围、胸宽、臀宽）和1个脂肪性状指标（活体背膘厚）进行研究。本项目测定了365头180±5日龄苏姜猪体重、体长、体高、胸围、胸宽、臀宽和活体背膘厚7个性状的表型数据，相关性分析显示7个生长和脂肪性状表型之间存在显著的相关性（P < 0.05）。利用GeneSeek GGP Porcine 80K芯片对365头苏姜猪进行扫描，使用GWAS鉴别到影响苏姜猪体重性状的候选基因 GABRB3 和 ZNF106，背膘性状的候选基因 XKR4、PLAG1、MGAM和TAS2R38。利用候选基因法研究PLAG1基因与苏姜猪生长和脂肪性状的关系，结果显示苏姜猪PLAG1基因外显子区的3个完全连锁的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNP）位点显著影响苏姜猪7个生长和脂肪性状（P < 0.05），可作为苏姜猪辅助选育的分子标记。此外，本项目还利用姜曲海猪GeneSeek GGP Porcine 80K芯片数据及公共数据库下载的662头猪的Illumina Porcine 60K芯片数据对姜曲海猪进行了群体遗传学的研究，观察杂合度、预期杂合度、有效群体大小、长纯合片段和连锁不平衡程度5个指标表明姜曲海猪具有丰富的遗传多样性。姜曲海猪与华东猪种尤其是二花脸猪有着密切的亲缘关系，可分为7个家系。通过基因组扫描检测到12个与姜曲海猪繁殖性状相关的基因。.本项目的研究结果为深入研究苏姜猪生长、脂肪性状和姜曲海猪繁殖性状的分子机理奠定了基础，为苏姜猪辅助选育提供了新型分子标记，为姜曲海猪保种提供了新的方案。