解析猪16号染色体上影响肌肉饱和脂肪酸含量(C20:0)主效QTL的分子遗传机理

With the improvement of living standards, people pay more and more attention to their health. Dissection genetic arhitecture of cardiovascular disease is of importance as cardiovascular disease is the first major causes of death in China.There is a risk of cardiovascular disease in every five adults, resulting in about 300 million people die of cardiovascular disease each year. The high prevalence of cardiovascular disease is most likely caused by dietary fat, of which about 65% fat acids are from pork. Saturated fatty acids increase blood cholesterol and triglyceride concentrations, leading to arterial atherosclerotic and occurrence of cardiovascular disease.Therefore,characerization of the responsible gen for fatty aid composition is important for cultivating breed; with reasonable proportion of saturated fatty acid composition, reducing cardiovascular occurrence. We performed a whole-genome scan on 660 F2 animals in a White Duroc X Erhualian intercross population, and detected quantitative trait loci (QTL) for fatty acid composition in the longissimus dorsi muscle. One major QTL controlling C20:0 fat acid mapped to chromosome 16 at position 45 cM, which explained 15.75% of phenotypic variance. The confidence interval of this QTL was 10.5 cM. This project would refine the location of this QTL using identical-by-decent (IBD) and linkage and linkage disequlibrium (LDLA) assays in White Duroc × Erhualian F2 resource population and a SuTai population. we and variants will resequence the target QTL region to detect causal genes for C20: 0 fatty acids by co-segregating analysis and functional assay.

随着人民生活水平提高及对自身健康的密切关注，心血管疾病遗传机理的研究日益重要。全国每5人中就有1人患心血管病，每年死于该疾病约300万人，占总死亡原因的41%，居各种死因之首。高患病率的重要因素之一是我国膳食脂肪约65%源于猪肉，猪肉中的饱和脂肪酸使血液胆固醇及甘油三酯浓度升高，至使血液粘稠，发生动脉粥样硬化，造成心血管疾病。因此，猪肌内脂肪酸成分的研究将为培育合理比例脂肪酸成分的种猪品系、通过膳食降低心血管发病率提供重要的科学依据和育种指导。项目组前期利用白色杜洛克×二花脸 F2资源群体在16号染色体定位了一个置信区间为10.5cM解释15.75%表型方差的显著影响C20:0脂肪酸QTL。申请人拟在此基础上，在该群体和苏太群体中采用后裔同源及连锁-连锁不平衡方法精细定位该QTL。通过深度重测序目的区域，根据QTL基因型和变异位点共分离分析及保守框功能分析的策略，鉴别该QTL因果突变位点。

猪肉中的饱和脂肪酸易使血液胆固醇及甘油三酯浓度升高，至使血液粘稠，发生动脉粥样硬化，造成心血管疾病。随着人民生活水平提高及对肉类尤其是猪肉产量需求的大幅提升，心血管疾病的患病率也不断提高，全国每5人中就有1人患心血管病，每年死于该疾病约300万人，占总死亡原因的41%。因此，猪肌内脂肪酸成分的研究将为培育合理比例脂肪酸成分的种猪品系、通过膳食降低心血管发病率提供重要的科学依据和育种指导。.项目组前期利用白色杜洛克×二花脸F2资源群体在16号染色体定位了一个置信区间为10.5cM解释15.75%表型方差的显著影响C20:0脂肪酸QTL。在此基础上，项目主持人利用单倍型分析在F2资源群体中把把SSC16上影响C20:0脂肪酸的主效QTL区间缩短到2.27 Mb。同时通过增加400个苏太个体，利用GWAS以及单倍型关联分析，验证了该QTL的普遍性，其置信区间也为2.5Mb左右。在该置信区间内，共搜寻到11个基因，其中，ELOVL7 为长链脂肪酸延长酶基因，是长链脂肪酸延伸的关键基因。针对该基因的外显子分析、mRNA表达分析及蛋白水平差异检测，均未发现不同脂肪酸基因型个体之间的差异。通过标记辅助分离分析以及目的基因重测序分析技术，选取已知QTL基因型的F2群体中的19个F0个体进行重测序，共挖掘出13822 SNP位点，其中与已知QTL 基因型共分离的位点为51个，该位点大多集中在41～42 Mb 之间区域。其中在ELOVL7基因中有11个共分离的SNP，在苏太猪中对这11个共分离的SNP进行共分离分析，最终找到2个与QTL基因型共分离的SNP位点。选取该共分离的位点，分别在已用60K 基因型片判型的228头莱芜猪群体、331头二花脸群体以及610头杜长大群体中进行关联分析，发现这两个位点在三个群体均为最显著关联的SNP位点，利用大数据在不同群体验证了这两个位点为可能的因果突变位点。项目组发表相关学术论文3篇，后续一篇论文已投稿国际知名遗传学术期刊Genetics,培养硕士生2人，对照原定研究计划，项目组完成了既定的科学研究任务。