基于SNP芯片对陆川猪进行遗传多样性与遗传结构分析的研究.pdf

-257-2023 年 第 59 卷 第 08 期 Science and Technology科学技术 基于 SNP 芯片对陆川猪进行遗传多样性与遗传结构分析的研究周 隽1，覃星文2，吴细波3，覃燕灵3，吴先华2，肖有恩3，张 宁3，韦明宇3，司景磊1,4,5*（1.广西农垦永新畜牧集团有限公司良圻原种猪场，广西南宁 530317；2.广西农垦永新畜牧集团新兴有限公司，广西柳州 545025；3.广西农垦永新畜牧集团有限公司，广西南宁 530012；4.广西农垦永新畜牧集团牧业科技有限公司，广西南宁 530022；5.广西大学动物科学技术学院，广西南宁 530003）摘 要：陆川猪是我国优良的地方品种，但由于非洲猪瘟的影响导致其养殖量急剧下降，对其进行种质资源保护刻不容缓。本研究旨在通过 SNP 芯片分析陆川猪遗传结构和遗传多样性，为该群体后续保种策略提供一定的参考。本研究基于 269 头能繁公母猪 SNP 芯片信息，分析该群体遗传结构、亲缘关系、家系划分以及近交系数。结果显示，该群体部分个体遗传关系较近，IBS 遗传距离在 0.090.31，平均值为 0.25；通过聚类分析和 G 矩阵结果，将 269 头陆川猪分为 3 个家系，分别有 9、3、6 头公猪，母猪在家系间存在交叉；ROH 分析发现该群体平均 ROH 长度为（503.778.89）Mb，主要分布在 388475 Mb，FROH主要分布在 0.130.23，其平均 FROH为 0.210.004。研究表明，该群体陆川猪家系较少，ROH 数量多且较长，近交风险较大，急需引入外源血统丰富其遗传多样性，并根据芯片结果，合理规划配种策略，降低群体近交水平。关键词：陆川猪；SNP 芯片；遗传结构；近交系数中图分类号：S828.2 文献标识码：A DOI 编号：10.19556/j.0258-7033.20221230-03陆川猪是我国八大地方优良品种之一，具有许多优良特性，如产仔数多、遗传稳定1-2、肉质优良3、适应性强、耐粗饲4等。至 2018 年上半年非洲猪瘟暴发前，在政府大力推动下，陆川猪养殖业一直处于蓬勃发展状态，但由于 2018 年下半年非洲猪瘟席卷全国，陆川猪养殖量呈“断崖式”下降，2019 年 11 月存栏量从131 万多头锐减至 23.5 万多头5。因此，对陆川猪进行种质资源保护刻不容缓。随着测序技术的不断发展，测序成本也在不断降低。当前，SNP 芯片已经成为了动物育种的重要工具，在许多领域中都有应用6，在地方猪保种方面也有许多研究7。相比于使用人工系谱记录进行遗传结构分析，SNP 芯片可以更加精确地反映个体间的遗传关系，基于SNP 芯片对陆川猪的遗传结构和遗传多样性进行精准评估，对陆川猪群体的保种和利用具有重要意义。本研究应用 SNP 芯片对某保种场的陆川猪群体遗传结构和遗传多样性进行分析，旨在探究该群体血统构成，为后续该群体选育和应用提供一定的理论依据。1 材料与方法1.1 实验材料 本实验选用广西农垦永新畜牧集团新兴有限公司陆川猪公猪 18 头、母猪 251 头，共计 269 头能繁陆川猪作为研究对象，采集其耳组织并置于酒精中保存。1.2 实验方法1.2.1 DNA 提取与基因分型 使用磁珠法进行 DNA抽提，对于抽提的 DNA 通过 Qubit 精确测量基因组DNA 浓度，用 Nanodrop 检测 DNA 样本纯度（OD260/OD280=1.72.1），采用琼脂糖凝胶电泳检测基因组DNA 完整性，判定其是否有降解。对于合格的 DNA（浓收稿日期：2022-12-30；修回日期：2023-03-30资助项目：财政部和农业农村部：国家生猪产业技术体系（CARS-35）；广西良圻农场农业科技园区创新辐射能力建设（桂科 AD22035976）；国家现代农业产业技术体系广西创新团队（nycytxgxcxtd-15-01）作者简介：周隽（1996-），男，江西南昌人，硕士，主要从事猪遗传育种研究，E-mail：*通讯作者：司景磊（1990-），男，河南开封人，博士，畜牧师，主要从事猪遗传育种研究，E-mail：-258-遗传育种Genetics and Breeding 2023 年 第 59 卷 第 08 期度 50 ng/L）样品使用“中芯一号”（北京康普森农业科技有限公司）进行基因分型。1.2.2 SNP 位点质控 使用 PLINK（v1.90）8对基因分型获得的 SNP 进行质控，保留常染色体上的标记，去除最小等位基因频率 0.01 的标记、哈代温伯格平衡检验P10-6、SNP 检出率 100078 （78，83 （83，87 （87，92 （92，97 （97，102（102，106 （106，111（111，116 （116，120 FROH0.50.40.30.20.12117755924135454391491813986384-263-2023 年 第 59 卷 第 08 期 Science and Technology科学技术 较严重的近交风险。3.3 后续保种建议 本研究通过多种分析手段，并与其他研究对比发现该陆川猪群体内猪只遗传距离较近，有较大的近交风险。这可能是由于该群体血统较少，一直采用本交的方式进行后代繁育。同时近些年非瘟的打击导致群体量进一步缩小，最终导致该群体近交水平高于其他地方猪群体。后续该群体保种过程中建议从其他保种场引入猪只或精液使该群体拥有更多新的血统，进而丰富遗传多样性；结合 SNP 标记和系谱信息建立完整的数据库，并应用 SNP 标记获得猪只间遗传距离，近交水平等信息，基于这些信息合理安排配种策略，控制该群体近交水平；改变配种方式，应用人工授精的方式配种，在稳定群体结构的同时，也有利于后续引入其他陆川猪血统。4 结 论本研究基于猪 50K SNP 芯片信息对陆川猪 269 头核心群体的遗传结构进行分析，研究结果表明该陆川猪群体家系仅有 3 个，且 ROH 长度更长、数量更多，整体近交程度高，且部分个体遗传距离非常近。因此，后续制定配种策略注意避免家系内公猪与母猪配种，并需要从其他保种场引入血统扩充家系，减少近交水平。本研究从基因组水平揭示了该陆川猪的其他遗传结构和多样性，为后续保种策略的制定提供理论依据。参考文献：1 张冰,孙俊丽,秦谦涛,等.利用 4 个繁殖性状主效基因研究陆川猪群体的遗传结构 J.西南农业学报,2009,22(6):1765-1768.2 张冰,潘天彪,蓝海恩,等.陆川猪和大白猪 LEPR 基因对产仔数的效应分析 J.中国畜牧兽医,2009,36(11):105-107.3 李琼华,覃小荣,殷进炎.陆川猪二元、三元杂交组合对提高商品猪生产性能的研究 J.广西畜牧兽医,2008(5):259-261.4 孙俊丽,潘天彪,黄敏瑞,等.陆川猪的繁殖性能研究 J.广西农业科学,2007(6):688-690.5 滕法鑫,罗婷元,吕巧玉,等.广西陆川猪产业现状调查分析 J.中国畜禽种业,2022,18(8):5-7.6 马丽娜,刘永进,王锦,等.芯片技术在畜禽育种中的应用研究进展 J.中国畜牧兽医,2020,47(1):98-106.7 黄树文,张哲,陈赞谋,等.广东省现有 5 个地方猪种基于SNP 芯片的遗传多样性分析 J.中国畜牧杂志,2018,54(6):33-37.8 Shaun P,Benjamin N,Kathe T,et al.PLINK:a tool set for whole-genome association and population-based linkage analysesJ.Am J Hum Genet,2007,81(3):559-575.9 Sili L,Rodrguez M C,Fernndez A,et al.Measuring inbr-eeding and inbreeding depression on pig growth from pedigree or SNP-derived metricsJ.J Anim Breed Genet,2013,130(5):349-360.10 Yang J,Lee S H,Goddard M E,et al.GCTA:a tool for genome-wide complex trait analysisJ.Am J Hum Genet,2011,88(1):76-82.11 VanRaden P M.Efficient methods to compute genomic pred-ictionsJ.J Dairy Sci,2008,91(11):4414-4423.12 张哲,罗元宇,李晴晴,等.一种基于高密度遗传标记的亲子鉴定方法及其应用 J.遗传,2014,36(8):835-841.13 郭刚,周磊,刘林,等.利用 SNP 标记进行北京地区中国荷斯坦牛亲子推断的研究 J.畜牧兽医学报,2012,43(1):44-49.14 刘彬,沈林園,陈映,等.基于 SNP 芯片分析青峪猪保种群体的遗传结构 J.畜牧兽医学报,2020,51(2):260-269.15 时坤鹏,刘莹,张志勇,等.基于 SNP 芯片分析安庆六白猪群体遗传结构 J.中国畜牧杂志,2022,58(8):136-140.16 蔡春波,张雪莲,张万峰,等.运用 SNP 芯片评估马身猪保种群体的遗传结构 J.畜牧兽医学报,2021,52(4):920-931.17 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phylogenetic relationships of three indigenous pig breeds from Jiangxi Province,China,in a worldwide panel of pigsJ.Anim Genet,2018,49(4):275-283.25 邓俊,刘艺端,许文坤,等.基于 SNP 芯片撒坝猪保种群体的遗传结构分析 J.中国饲料,2022(17):7-11.26 莫家远,李月月,路玉洁,等.广西地方猪群体遗传结构、选择信号分析和 ROH 检测 J.中国畜牧杂志,2021,57(S1):206-213.（责任编辑：赵 楠）