一种新的银狐纯白毛色突变的分子遗传基础研究

Coat color is an important appearance trait for animals and with crucial economic value, especially for fur animals. In silver fox population, we found a novel pure white mutation determined by single autosome gene and inherited in an incomplete dominant way revealed by phenotype analysis. More importantly, this novel pure white mutation showed no homozygous embryo lethal effect, as in other white mutation found in foxes and raccon dogs. This coat color mutation provides a very cherishable genetic resource with great research and economic values.We have excuded the possibolity that it is induced by known gene sites determining white coat color mutation after searching all known candidate genes. In this project, we will search Single Nuceotide Polymorphism (SNP) markers equally distributed with high density in fox genome by genome RAD-seq and locate the candidate genome region by family based trait linkage analysis, linkage disequilibrium analysis and haplotype analysis. Then, the causative mutation site will be determined among the candiate genes by sequencing, genotyping, expression analysis and comparative genomics methods. The regulating mechanism for coat color will be explored by its effect on related gene expresion level. The results will not only reveal the molecular basis for this novel white coat color mutation and thereby improve the knowledge for coat color regulation in mammals, but also have practical value for breeding fur animals with new fur color types.

毛色是动物重要的表型性状,对毛皮动物更是具有重要的经济价值。我们在银狐群体中发现了一种新的纯白毛色突变，杂交试验分析确认是由单基因决定的常染色体不完全显性遗传，非白化突变，无其它类似表型常见的纯合致死效应，因而是一种珍贵的遗传资源，具有重要的科学研究价值及潜在的经济价值。在前期毛色相关候选基因筛查排除的基础上，本课题拟在构建的F2代资源家系中，用RAD测序技术筛选高密度SNPs，进行基于家系的性状连锁分析、LD和单倍型分析，定位导致突变的基因组区域(contigs）；然后对候选区域内的基因通过测序、不同毛色个体间基因序列差异检测和代谢网络中相关基因表达检测等手段进一步精细定位，并在大规模群体中验证，以期鉴定出导致突变的候选基因及位点并探索其可能的调控途径。研究结果不仅将揭示这种新的毛色突变类型的分子基础，丰富和完善哺乳动物毛色形成的调控机制，而且对培育新型毛色经济动物具有实用价值。

毛色是动物重要的表型性状,对毛皮动物更是具有重要的经济价值。我们在银狐（Vulpes Vulpes）群体中发现了一种新的纯白毛色突变，杂交试验分析确认是由单基因决定的常染色体不完全显性遗传，非白化突变，无其它类似表型常见的纯合致死效应，因而是一种珍贵的遗传资源，具有重要的科学研究价值及潜在的经济价值。. 为了解析这种显性白毛色的分子遗传基础，本研究用黑银狐和白银狐杂交，F1代横交后，构建了显性白毛色的F2代资源群体，对F0亲代和F2代分离的黑白毛色银狐各30个个体进行血液样本采集和DNA提取，建立测序文库后，进行了全基因组重测序，测序深度10×。在进行质量过滤后，将高通量测序获得的短序列（reads）mapping到银狐参考基因组（VulVul2.2）上，获得了每个个体的全基因组范围内SNPs、indels、拷贝数变异（CNV）以及其它结构变异的基因型。对毛色与全基因组遗传变异进行全基因组关联分析（GWAS）和群体分化分析（fst等）后，确定了导致显性白毛色的候选基因区域和位点。并经过进一步在无关群体中验证后，将显性白毛色相关位点定位于KIT基因编码区的两个错义突变上。同时，本研究还根据基因组重测序结果，首次获得了银狐全基因组范围内的遗传变异情况，构建了数据库。此外，我们还对在项目实施过程中偶然发现的一种隐性白毛色突变体的分子遗传基础进行了研究，鉴定到了MC1R基因上的一个碱基缺失导致的移码突变为该隐性白（白化）毛色的原因突变。. 本项目获得的结果为培育新的纯白毛色银狐品种提供了重要的分子遗传标记，纯白毛色在毛皮市场上具有珍贵的价值，因此本研究的结果在银狐新品种选育中具有巨大的应用价值。同时本研究首次获得的银狐全基因组范围内遗传变异数据库，为相关的分子遗传研究奠定了重要的基础。