中国地方绵羊群体结构分析及基因组选择痕迹挖掘

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1、密级:论文编号:中囯农业科学院学位论文中国地方绵羊群体结构分析及基因组选择痕迹挖掘Genome-WideAnalysisRevealsPopulationStructureandSelectioninChineseIndigenousSheepBreedsgi博士研究生:王慧华指导教师:杜立新教授處:申请学位类别:农学博士专业:研究_方

2、向:培养单位:中国农麵恍生院mmmmm2015年5月Secrecy:No.ChineseAcademyofAgriculturalSciencesDissertatio

3、nGenome-WideAnalysisRevealsPopulationStructureandSelectioninChineseIndigenousSheepBreedsPhD.Candidate:HuihuaWangSupervisor:Prof.LixinDuMajor:AnimalGenetics,BreedingandReproductionSpecialty:QuantitativegeneticsMay2015独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究

4、成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中国农业科学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名:时间:年月日关于论文使用授权的声明本人完全了解中国农业科学院有关保留、使用学位论文的规定,即:中国农业科学院有权保留送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业科学院可以用不同方式

5、在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。研究生签名:时间:年月日导师签名:时间:年月日中国农业科学院博士学位论文评阅人、答辩委员会签名表论文题目中国地方绵羊群体结构分析及基因组选择痕迹挖掘动物遗传育种论文作者王慧华专业研究方向数量遗传育种与繁殖指导教师杜立新教授培养单位(研究所、中心)北京畜牧兽医研究所姓名职称单位专业签名评阅人答辩主席答辩委员会议记录(秘书)论文答辩时间地点摘要中国有多种多样的生态系统和丰富的羊资源,基于形态特征和地理分布,中国地方绵羊品种分为三组:哈萨克系、蒙古系和藏系,共4

6、2个地方绵羊品种。在本研究中,主要以中国绵羊地方品种为材料,利用IlluminaSNP50BeadChip基因分型和二代测序技术,并结合之前实验室数据和部分OvineHapMap的数据开展分析,分析内容主要包括四大部分。第一部分:评估中国地方绵羊群体遗传结构和基因组选择痕迹。以10个有代表性的中国地方绵羊品种共140个个体为材料:乌珠穆沁羊、湖羊、同羊、大尾寒羊、罗布羊、多浪羊、哈萨克羊、迪庆羊、高原型藏羊和山谷型藏羊品种,利用主成分分析(PCA)、STRUCTURE和邻接(NJ)树分析群体遗传结构。在

7、PCA分析中藏族和蒙古族都能各自聚到一起,然而哈萨克系的多浪羊和哈萨克羊确被隔离了。STRUCTURE群体结构分析表明,中国地方绵羊分为两个亚群:一个来自中国北部(哈萨克和蒙古组),一个位于中国西南(藏族)。NJ树分析结果显示,藏族形成一个独立的分支,而哈萨克和蒙古组混合。采用di统计方法对中国地方绵羊品种的选择痕迹进行分析,共发现599个窗口在基因组中受到选择,其中16个窗口(占2.7%)在四个或更多的品种受到选择。在三个受选择最强的窗口中分别发现了三个功能基因:RXFP2、PPP1CC、PDGFD,

8、其中PDGFD是PDGF的四个亚科之一,具有促进增殖和抑制分化的前脂肪细胞功能,此外RSB的方法也表明该基因在脂肪型品种中受到选择。在多浪羊品种中发现连续两个选择区域与其他品种有明显不同:一个为在2号染色体中具有影响生长性状的三个基因(NPR2、SPAG8和HINT2),而另一个为在6号染色体上具有与牛奶生产数量性状基因座相关的四个基因(PKD2、SPP1、MEPE和IBSP)。此外还确定了已知候选基因如BMPR1B、MSRB3和三个基因(KIT、MC1R和FRY)分别影响产羔率、耳朵的大小和被毛颜色的

9、表型。第二部分:西藏绵羊在青藏高原上生活了几千年。高海拔适应的机制已经在某些非经济动物和人类开展了很多研究,但经济物种如羊适应的机制尚不清楚。本研究以来自中国不同海拔的7个绵羊品种为材料,利用全基因组扫描对其进行基因分型,运用固定指数(FST)和杂交群体扩展单倍型纯合子(XP-EHH)方法确定西藏绵羊的正向选择区域。研究结果表明,有152个基因在位于正选择区域中,它们参与血管生成、能源生产和红细胞生成,其中有21个候选基因与高海拔缺氧有关,

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