关键词:
高山美利奴羊
羊毛纤维直径
SNPs
基因分型
关联分析
摘要:
高山美利奴羊是适应高山寒旱生态区和羊毛纤维直径主体为19.1~21.5μm的毛肉兼用型美利奴羊新品种,并拥有8%的羊毛纤维直径19.0μm以下的超细群体,为提高细毛羊羊毛综合品质提供了优秀种质资源。细毛羊的纤维直径是决定其经济价值的重要指标之一,并且直接影响羊毛的综合品质,特别是超细毛备受国内外羊毛市场青睐,因此如何采用更高效的育种手段持续选育提高高山美利奴羊羊毛纤维直径成为育种工作者的研究重点。单核苷酸多态性(SNP)在畜禽重要经济性状的遗传基础解析中发挥着重要作用。所以,本研究基于前期对460只成年的高山美利奴羊、中国美利奴羊、敖汉细毛羊和青海细毛羊等4个细毛羊品种的GWAS分析得到的15个与羊毛纤维直径相关的共有候选基因的21个SNP位点,利用竞争性等位基因特异性PCR(KASP)法在1238只高山美利奴羊群中对其候选基因SNPs进行分型、多态性分析及其与羊毛纤维直径进行关联分析,筛选出与羊毛纤维直径显著相关的SNPs,同时通过荧光定量PCR和双荧光素酶报告系统等方法对显著相关SNPs进行功能分析,为高山美利奴羊羊毛纤维直径的分子标记辅助选择试剂盒研制和选育提高提供了理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:
1.高山美利奴羊羊毛纤维直径候选基因SNPs的KASP分型
利用KASP技术在高山美利奴羊群体中对其羊毛纤维直径相关的15个候选基因的21个SNP位点进行基因分型,结果显示ZNF280B g.7509A>G和ARHGAP15 g.290738A>G为2种基因型,RRM2 g.5866A>C、RRM2 g.6596A>G、RRM2 g.6581T>G、CHP2 g.2888A>C、SLC4A11 g.11104A>G、ZNF280B g.7671G>A、ZNF280B g.7520T>G、ZNF280B g.7392G>C、CCDC124 g.1488G>C、ADCY3g.64316G>A、TMTC2 g.58189G>T、CCDC141 g.182527A>G、THEMIS g.76836T>G、LOC101106531g.33502G>T、HS6ST3 g.621821T>C、N4BP2 g.15328A>G、RNF43 g.65806C>A、SLIT3 g.479763T>G、SLIT3 g.478807C>G均为3种基因型。
2.高山美利奴羊羊毛纤维直径候选基因SNPs多态性分析及其关联分析
对15个候选基因的21个SNP位点在高山美利奴羊群体中进行多态性分析,结果显示有6个位点处于Hardy-Weinberg平衡状态,而另外15个位点偏离Hardy-Weinberg平衡;10个SNP位点属于低度多态,11个SNP位点属于中度多态。与羊毛纤维直径进行关联分析结果发现SLC4A11g.11104A>G、ZNF280B g.7671G>A、SLIT3 g.478807C>G与高山美利奴羊羊毛纤维直径显著相关(P<0.05),表明这3个SNPs可作为高山美利奴羊羊毛纤维直径选育提高的分子标记。
***4A11 g.11104A>G和ZNF280B g.7671G>A位点功能分析
利用核苷酸二级结构预测软件发现ZNF280B g.7671G>A位点突变改变了核苷酸的二级结构,通过荧光定量PCR检测发现ZNF280B基因在羊毛纤维直径较细的AA型个体的皮肤组织中的表达量显著高于GA、GG型个体(P<0.05),SLC4A11在羊毛纤维直径较细的AA、AG型个体中表达量显著高于GG型个体(P<0.05),表明ZNF280B、SLC4A11基因可能通过表达量差异参与了高山美利奴羊羊毛纤维直径的调控。通过mi RNA预测软件发现SLC4A11 g.11104A>G位点与mi RNA-874、mi RNA-2894可能存在靶向关系,随后使用双荧光素酶报告系统进行验证,发现SLC4A11 3'UTR-WT+mi RNA转染组与SLC4A11 3'UTR-WT+NC mimic转染组荧光素酶活性差异不显著(P>0.05)。
综上所述,本研究通过对15个候选基因的21个SNP位点在高山美利奴羊群体中进行KASP分型、多态性分析和羊毛纤维直径关联分析,发现SLC4A11 g.11104A>G、ZNF280B g.7671G>A、SLIT3 g.478807C>G与羊毛纤维直径显著相关,可作为高山美利奴羊羊毛纤维直径选育提高的分子标记。然后对ZNF280B、SLC4A11基因在不同羊毛纤维直径的高山美利奴羊皮肤组织中的表达量进行分析,发现ZNF280B、SLC4A11基因均在羊毛纤维直径较细的高山美利奴羊皮肤组织中高表达,表明ZNF280B、SLC4A11基因可能通过表达量差异参与了高山美利奴羊羊毛纤维直径的调控。这为高山