金华猪对猪支原体肺炎易感的基因组基础研究

Jinhua pigs, one of Chinese indigenous pig breeds, are famous for their meat products -Jinhua ham all over the world. Jinhua pigs are featured with high fecundity and crude feed tolerance. However, Jinhua pigs are susceptible to mycoplasmal pneumonia of swine (MPS), which decreases the production efficiency strongly. Therefore, the project intends to carry out two researches: (1) Identifying MPS candidate genes, pathways, networks and analyze their specific enrichments in Jinhua pigs with bioinformatics methods like GO, KEGG, IPA, Meta-analysis and positive selection analysis, based on data of QTL, candidate genes, GEO microarray from pigs, human or other species and results from our previous analyses. (2) Conducting multi-trait GWAS (genome-wide association study) in MPS and reproduction traits, MPS and growth traits respectively. Through genotyping the pigs from nuclear conservation group and experimental fatteners' group, measurements and correlation analyses of reproduction, growth, MPS and other health traits, identify related genes, pathways, networks which affect MPS susceptibility, immunity and reproduction, growth traits simultaneously. Finally, consolidate previous research and establish MPS gene databaseand SNP database in Jinhua pigs. Two achievements will be gained through the project. One is for illustrating the genetic mechanism of MPS susceptibility in Jinhua. Another is for developing program on genome conservation and genome selection in MPS-resistance for Jinhua pigs, which will give effective guidance to future study.

金华猪以金华火腿闻名于世，且繁殖力高、耐粗饲，但易感猪支原体肺炎（MPS）严重影响生产效率。为此，本项目拟开展两方面研究：①利用源自其他品种、畜种乃至人的QTL、候选基因、GEO微阵列数据及本实验室前期积累的大量测序数据，通过GO、KEGG、IPA、正向选择分析等生物信息学方法挖掘MPS的候选基因、通路、网络，并分析其在金华猪中的多态与分布情况。②开展兼顾MPS与繁殖性能、生长性能的GWAS，通过对现核心群种猪和专门组建的育肥猪群进行简化基因组测序及繁殖性能、生长性能、MPS及其他健康性状的测定及关联分析，鉴定影响MPS易感性与免疫力及同时影响繁殖性能、生长性能的SNP、基因、通路、网络，结合前项研究结果构建金华猪MPS的候选基因数据库和SNP数据库。通过这些研究，希望达到两个目的：一是初步揭示金华猪易感MPS的遗传机制；二是制定出金华猪抗MPS的基因组保种-选育方案，以指导后续各项工作。

金华猪相比于西方引进猪种更容易感染猪气喘病，严重影响其生产效率。项目借助高通量测序及正向选择信号、GWAS、GO、KEGG、杂种优势预测及配合力测定分析，开展了一系列研究工作并取得了大量重要的研究结果：（1）基于猪QTL数据库，找出47个相关QTL中所含的3379个基因与猪支原体肺炎存在相关性，筛选后得到MPS候选基因107个，包括基因KIT、CYP1A1、CXCL6、CXCL8；对金华猪群体内的、体间的正向选择信号分析，鉴定出CYP1A1、TLR2和CXCL2等14个MPS候选基因；对171头金华猪的基因型数据和连续100天的气喘病表型记录，利用GWAS找到KIAA1644、MAGI3、PGM1和ALK四个候选基因。最终，获得了123个MPS候选基因，从而构建了MPS候选基因数据库。（2）对金华猪与其它群体间遗传距离、遗传分化和遗传结构进行了分析，证明了金华猪在遗传资源分类中具有独特的地位，为其作为独立品种提供了分子依据。（3）通过对MPS候选基因数据库与繁殖候选基因集(ReCGiP)的综合分析，找到79个交集基因、278对连锁基因、63个多通路基因，说明MPS与繁殖性状存在一定关联性，其中KIT为重要多效基因。对于MPS与其他经济性状之间的相关，由于存在QTL区间过大、冗余信息过多、不同性状之间的QTL区间重叠等问题，本项目只能得到定性的结果，即猪支原体肺炎的发生或多或少都会影响到肉质、生长、免疫、生产等性状。（4）利用12560个个体的系谱信息和6018条繁殖记录对金华猪的保种效果进行纵向比较，发现金华猪遗传多样性较高，但近交程度在群体中处于中等水平，提示我们在今后保种过程中尽量避免近交，优化配种策略，为金华猪今后的保种工作提供了参考价值。（5）基于全基因组遗传标记筛选金华猪候选杂交组合，并结合繁殖、育肥和屠宰等配合力测定试验，确定了DJ×LY为最佳的杂交组合模式，为金华猪的杂交利用提供了一套切实可行的方案。课题执行期间发表标注SCI论文4篇。课题组圆满完成了任务。