基于全基因组重测序和转录组测序技术鉴别影响绵羊产羔数关键基因

The litter size in sheep is one of the most important economic traits that affect the economic benefit of sheep husbandry. The litter size in sheep is a low heritability trait and the genetic improvement through conventional breeding is a rather slow process. Whole-genome resequencing provides a possibility to scan structural variations and differential expressed genes related to economic traits include the litter size in sheep at whole genome level. In our previous work we divided the Dorper sheep × Hu sheep F2 population into two subpopulations: high fertility population and low fertility population, the combined use of whole-genome resequencing and transcriptome sequencing in these two sub-populations provide a potential to scan the genome structural variations in the candidate region related to litter size in sheep and identify the differential expressed gene in ovarian during the follicular phase. We will also analyze the association between the candidate genes we identified and litter size in sheep in our experimental population, Hu sheep，Small tail Han sheep，Merimo sheep，Dorper sheep，Gansu alpine fine-wool sheep and so on. We hope to identify the genome structural variation and key differential expressed genes that affect litter size in sheep and detect the genetic mechanisms.

绵羊产羔数是重要的经济性状之一，显著影响绵羊饲养的经济效益。绵羊产羔数属低遗传力（0.1）性状，常规育种方法遗传改良进展缓慢。基因组重测序技术能在全基因组水平上检测与包括产羔数性状在内的重要经济性状的结构变异和差异基因。本项目在前期育种工作建立起的杜湖F2群体的基础上，根据产羔数性状的分化将F2群体分为高、低繁殖羊群，利用全基因组重测序筛查影响产羔数性状的关键基因和结构变异，结合转录组测序筛选出不同繁殖力羊群卵泡期卵巢组织的差异表达基因并对其进行生物学功能验证，从基因组和转录本测序的大规模数据综合分析，综合筛选出产羔数性状候选区域中全基因组结构变异与转录组表达差异的关键基因，并进一步在试验群体和纯种湖羊、小尾寒羊、杜泊羊和甘肃高山细毛羊等不同繁殖力绵羊品种中对其遗传效应进行验证，以期鉴别到影响产羔数性状的关键基因和结构突变并揭示其遗传调控机理。

绵羊产羔数是重要的经济性状，决定舍饲养羊效益，针对产羔数的遗传改良是当前我国绵羊群体改良的重点之一。绵羊产羔数属低遗传力（0.1）性状，常规育种方法遗传改良进展缓慢，亟需从全基因组水平鉴别出影响产羔数的关键基因。本项目以5个不同繁殖力的中国地方绵羊品种为研究对象，利用全基因组重测序技术筛查出不同繁殖力品种间及品种内不同繁殖力羊群的基因组变异，再在具有详细产羔数记录的大群体中对其群体遗传效应进行验证，鉴别出绵羊产羔数的关键基因和遗传变异。获得如下结果：.（1）采集了338份来自阿勒泰羊、多浪羊、湖羊、蒙古羊和藏羊等5个不同繁殖力中国地方绵羊品种的全血样，按照个体DNA等量混合的策略每个品种构建2个DNA混合池，进行全基因组重测序，共生成了1.427 Tb的原始测序数据，总测序深度达549×。质量过滤后，获得了1.172 Tb的高质量的中国地方绵羊品种的基因组数据。.（2）从全基因组水平筛选出高繁殖力绵羊品种湖羊特异的基因组选择区域，即Chr6：29.175-29.625 Mb，包含BMPR-1B基因。利用KASPar SNP分型技术在2021只湖羊母羊中对已报道的6个产羔数主效基因进行检测，发现湖羊不携带FecXI、FecXB、FecXH、FecGH和FecGI突变，仅携带FecB突变，且该突变显著影响湖羊母羊产羔数。.（3）在阿勒泰羊、多浪羊、湖羊、蒙古羊和藏羊5个品种内部根据产羔数分为高繁殖力组和低繁殖力组，分别在5个品种内筛查出305、284、148、265和269个候选区域，取交集后仅获得1个共享的受选择候选区域，为Chr2:28.8-29.1 Mb，该区域包含4个蛋白编码基因NOL8、ZNF484、IARS、SPATA31A3。.（4）利用KASPar SNP、RFLP-RCR和SNPscan等基因分型技术对20个绵羊产羔数候选基因中88个突变位点在湖羊、小尾寒羊等具有产羔数记录的群体中进行基因型检测，筛选出17个与产羔数显著相关的位点。.上述结果为解析绵羊产羔数性状的遗传机理奠定了重要基础，为绵羊产羔数的分子标记辅助选择提供了基因素材，加速了我国绵羊产羔数性状的遗传改良进程。