综合精细定位和选择性清扫策略鉴定猪SSC1上候选区域的脂肪沉积QTN

搜寻并鉴定出重要经济性状QTN是当前猪基因组学研究主旨之一。基于申请人新近完成的全基因组关联和MC4R基因重测序研究结果，本项目拟在猪1号染色体165.47-168.63Mb区域展开精细定位，以识别脂肪沉积候选基因和QTN。在目标区域内重测序挖掘新SNPs，制备Sequenom芯片并在多个不同试验设计猪群中分型。在具明确系谱和背膘厚记录的大白猪全同胞/半同胞家系进行同源相同（IBD）定位，鉴别出携带有利"QTL"等位基因的最短IBD片段。利用巴克夏×约克夏、大白×梅山猪F2资源群体，在目标区域开展连锁不平衡-连锁（LDLA）定位分析。在多个地方和引入猪品种中实施选择性清扫分析，寻找经受选择基因组区域。综合结果选取候选基因和致因突变，采用适宜功能基因组学方法做生物学功能验证，藉此确定QTN并初步揭示其调控机理。本项目为猪脂肪沉积的分子调控机理研究增添新内容，并为猪产肉性状辅助选择提供新标记。

检测重要经济性状的QTNs一直是动物遗传育种研究的重点领域之一。之前研究发现猪1号染色体上167Mb（MC4R基因毗邻）区域存在脂肪沉积QTL，其中重要候选基因之一MC4R 基因非同义突变Asp298Asn与脂肪沉积的关联已在多个不同遗传背景的猪群中得到验证。本项目拟在具有明确系谱和背膘厚记录的猪群中进行GWAS分析以及改进现有的统计分析模型，在多个地方和引入猪品种中实施选择性清扫分析和对已知的1号染色体QTL区域进行精细定位和基因功能研究。依照项目任务书，项目执行人取得如下研究成果：（1）利用巴克夏×约克夏F2资源群体对猪脂肪沉积相关性状进行全基因组关联分析并检测到显著关联的SNP位点。研究确定了两个单倍型区域。第一个区域为18K，位于参与调解脂质的运输及代谢的PITPNC1基因内，第二个区域为401Kb，此区域内含有16个经注释的基因，其中包括已证实与肥胖相关的GH1基因。（2）对MC4R基因生物学功能进行了深入研究，推断出MC4R的突变体D298N通过β-MSH介导的MAPK通路调节脂肪代谢活动，并通过此途径调节体重特征。（3）对调节脂肪代谢和肌肉合成生理过程中有重要作用的ADRB2基因进行克隆和多态性检测并构建了猪ADRBs基因家族的表达谱。（4）对大白猪，通城猪群体和巴克夏×约克夏群体进行全基因选择性清扫和GWAS分析，通过对核心单倍型区域选择和SNP进行注释发现大白猪和通城猪显著分化的基因通路主要与NF-kB，Ca2+和维生素相关。（5）对GWAS模型进行改进，并开发了FarmCPU软件包，新开发的模型解决了混合线性模型中用于控制群体分层的变量与受测SNP标记之间的混杂问题，提高了模型的统计效力；而且FarmCPU模型的运行时间与用于分析的个体数和标记数成线性比例，将当前混合线性模型数周的工作量缩短为数小时。综上所述，本研究为猪脂肪沉积的分子调控机理研究增添了新内容，并为大数据的全基因组关联分析提供了新的工具。