联合GWAS与RNA-Seq技术挖掘马头山羊捻转血矛线虫抗性的基因组区域与关键基因

Gastrointestinal parasite have great influnece on the growth and the development of goat, that have brought serious loss to goat production. Based on the goat genome sequencing map and kown immune genetic information, our project is able to study host genetic resistance traits to Haemonchus contortus infection in Chinese indigenous goats (Matou goat) by omics methods and animal model. (1) Using a high-throughput technology of genotyping by sequencing (GBS) based on genome-wide association analysis (GWAS), and the combination of molecular biology and systems biology methodology, this project is aimed to identify candidate genomic regions and SNPs which greatly determine host genetic resistance to Haemonchus contortus infection. (2) We optimize goat immune gene annotation and build goat immune gene networks to verify immune gene interactions for nematode resistant infections. Positional candidate genes will be identified according to the results from fine-mapping, expression analysis, which would inform us about the molecular basis of inter-individual variation of goat disease resistant traits. (3) The integeration of the immune gene networks and GWAS data will reveal genetic resistance of Chinese indengenous goat breed to gastrointestinal parasite. The study could assist to accumulate data to develop technologies of the genetic breeding for preventing important diseases of Chinese goats and could overall understand the characteristics of genetic germplasm of Matou goat.

胃肠道寄生虫病严重影响山羊的生长发育与健康状态，给生产带来巨大的损失。本项目以捻转血矛线虫为模型，在前期研究基础上，运用全基因组关联分析（GWAS）与RNA-Seq的整合分析技术，系统挖掘马头山羊抗胃肠道寄生虫感染的关键基因组区域与基因。（1）在山羊基因组测序草图完成的基础上，用测序判定基因型技术（GBS）为基础的GWAS，在马头山羊和波尔山羊群体全基因组水平深度扫描与抗捻转血矛线虫病相关的基因组区域和重要SNP位点；（2）以抗寄生虫感染与非抗性的马头山羊小肠粘膜为样本，构建基于RNA-Seq技术的比较转录组，结合免疫基因数据库，构建与山羊胃肠道寄生虫抗性紧密关联的免疫基因网络；（3）联合GWAS与免疫基因网络数据，通过多重组学数据的整合，深入揭示中国地方山羊抵抗寄生虫感染的组学基础。本研究预期成果可为山羊寄生虫抗性的分子改良提供基础数据，有助于全面了解马头山羊的种质特性，故具有重要的意义

胃肠道寄生虫病严重影响山羊的生长发育与健康状态，给生产带来巨大的损失。本项目以捻转血矛线虫为模型，在前期研究基础上，运用全基因组关联分析（GWAS）与RNA-Seq的整合分析技术，系统挖掘中国地方品种山羊抗胃肠道寄生虫感染的关键基因组区域与基因。主要结果如下：（1）在山羊基因组测序草图完成的基础上，用测序判定基因型技术（GBS）为基础的GWAS，在中国地方山羊群体全基因组水平深度扫描与抗捻转血矛线虫病相关的基因组区域和重要SNP位点；GWAS定位结果显示山羊捻转血矛线虫抗感染性状FEC的连锁区域位于chr4: 63,334,561、chr8: 37,371,101和chr18:18,558,736附近。（2）以抗寄生虫感染与非抗性的山羊组织，构建基于RNA-Seq技术的比较转录组，RNA-seq结果发现151个基因为上调基因，147个基因为下调基因，我们进一步验证了其中6个重要的候选的免疫基因的功能。同时，我们利用ELISA实验检测了局部 mIgA 和系统sIgE抗体在捻转血矛线虫发育阶段L3成年线虫的结合程度，结合已报道的山羊抗线虫感染的候选基因的功能研究，阐明宿主和寄生虫可能相互作用机制。（3）利用选择性清除分析方法来精细定位目的基因区域，有针对的重测序来检测重要效应的功能变异。在上述群体中选取384只山羊中进行NOD家族的56个候选SNP的多态性检测和关联性分析，初步验证候选SNP和免疫基因。本研究预期成果可为山羊寄生虫抗性的分子改良提供基础数据，有助于全面了解马头山羊的种质特性，故具有重要的意义。