全基因组选择信号解析剑白香猪和从江香猪的遗传差异.pdf

畜牧兽医学报 2 0 2 3,5 4(9):3 6 3 1-3 6 4 1A c t a V e t e r i n a r i a e t Z o o t e c h n i c a S i n i c ad o i:1 0.1 1 8 4 3/j.i s s n.0 3 6 6-6 9 6 4.2 0 2 3.0 9.0 0 5开放科学(资源服务)标识码(O S I D):全基因组选择信号解析剑白香猪和从江香猪的遗传差异袁 巍1,2,3,毕 欢1,2,3,张雨丹1,2,3,张依裕1,2,3,顾晓龙4,杨红文5,陈 伟1,2,3*(1.贵州大学动物科学学院 高原山地动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室,贵阳 5 5 0 0 2 5;2.贵州省动物遗传育种与繁殖重点实验室,贵阳 5 5 0 0 2 5;3.贵州大学香猪研究所,贵阳 5 5 0 0 2 5;4.贵州省贵阳德康农牧有限公司,贵阳 5 5 0 0 2 5;5.贵州省畜禽遗传资源管理站,贵阳 5 5 0 0 2 5)摘 要:旨在通过全基因组选择信号分析揭示剑白香猪和从江香猪的遗传差异,提高对从江香猪和剑白香猪种群的保护状况、遗传多样性、群体结构和和适应性进化的认识。本研究随机选取2岁龄从江香猪和剑白香猪各5头,并分为两组。通过全基因组重测序对从江香猪和剑白香猪测序,将测序数据利用b w a软件比对到猪参考基因组S s c r o f a 1 1.1上,随后使用G A T K软件进行变异检测和S N P、I N D E L过滤提取。同时,利用P l i n k和S N e P软件进行群体遗传多样性分析,包括群体有效大小、多态位点比例、观测杂合度、期望杂合度。使用v c f t o o l s软件分析群体选择信号,并通过K E G G和G O分析受选择区域基因。经过S N P和I N D E L分析,发现从江香猪和剑白香猪群体共有的S N P s位点数为1 6 1 5 8 0 0 2个,从江香猪特有的为6 8 6 3 9 9 2个,剑白香猪特有的为4 2 7 5 6 6 0个;共有的I N D E l s位点数为3 2 7 5 3 7 5个,从江香猪特有的为1 6 7 4 0 8 1个,剑白香猪特有的为1 1 1 4 2 4 8个。从采样起算,从江香猪和剑白香猪的群体在1 3代前的有效大小均为1 8头。其中,从江香猪的多态性位点比例更高,达到了0.8 7 5 7,而二者群体的观测杂合度均高于期望杂合度。剑白香猪和从江香猪的核苷酸多样性均小于0.5%,群体内选择检验T a j i m as D值均大于0,R O D值为0.5 5 3 1,F s t值为0.7 3 6 2。K E G G和G O富集分析表明,剑白香猪和从江香猪的遗传差异涉及多种通路和基因功能。包括涉及轴突引导、E CM与受体的相互作用、局部粘附、P I 3 K-A k t信号通路、硫辛酸代谢、c GMP-P K G信号通路、MA P K信号传导途径、核苷酸切除修复、阿佩林信号通路、心律失常性右室心肌病等通路。剑白香猪和从江香猪群体之间存在一定的群体多态性损失,群体分歧度较高,两亚群间存在明显的种群分化,并且二者基因组内存在大量的中等频率等位基因,需要提高从江香猪和剑白香猪群体内的遗传多样性,减少外来血缘引入导致纯种度降低的风险。关键词:全基因组;选择信号;香猪;遗传差异中图分类号:S 8 2 8.2 文献标志码:A 文章编号:0 3 6 6-6 9 6 4(2 0 2 3)0 9-3 6 3 1-1 1收稿日期:2 0 2 3-0 3-1 7基金项目:贵州省科技计划项目(黔科合支撑2 0 2 2 一般0 8 7);贵州大学引进人才科研项目(贵大人基合字2 0 1 93 4号);贵州省优秀青年科技人才培养计划黔科合平台人才(2 0 2 15 6 3 0号);贵州省生猪产业发展项目(2 0 2 1);贵州省科技支撑计划(黔科合支撑2 0 2 1 一般1 4 7)作者简介:袁 巍(1 9 9 7-),男,湖南隆回人,硕士生,主要从事动物遗传育种的研究,E-m a i l:y-w e i i q q.c o m*通信作者:陈 伟,主要从事动物遗传育种的研究,E-m a i l:c h e n w e i g z u 1 6 3.c o mD e c i p h e r i n g G e n o m e-w i d e S e l e c t i o n S i g n a l s R e v e a l s G e n e t i c D i f f e r e n c e s b e t w e e n J i a n b a i a n d C o n g j i a n g X i a n g P i g sYUAN W e i1,2,3,B I H u a n1,2,3,Z HANG Y u d a n1,2,3,Z HANG Y i y u1,2,3,GU X i a o l o n g4,YANG H o n g w e n5,CHE N W e i1,2,3*(1.K e y L a b o r a t o r y o f A n i m a l G e n e t i c s,B r e e d i n g a n d R e p r o d u c t i o n i n t h e P l a t e a u M o u n t a i n R e g i o n o f M i n i s t r y o f E d u c a t i o n,C o l l e g e o f A n i m a l S c i e n c e,G u i z h o u U n i v e r s i t y,G u i y a n g 5 5 0 0 2 5,C h i n a;2.K e y L a b o r a t o r y o f A n i m a l G e n e t i c s,畜 牧 兽 医 学 报5 4卷 B r e e d i n g a n d R e p r o d u c t i o n,G u i y a n g 5 5 0 0 2 5,C h i n a;3.I n s t i t u t e o f X i a n g P i g R e s e a r c h,G u i z h o u U n i v e r s i t y,G u i y a n g 5 5 0 0 2 5,C h i n a;4.G u i z h o u D e k a n g A g r i c u l t u r e a n d A n i m a l H u s b a n d r y C o.L t d.,G u i y a n g 5 5 0 0 2 5,C h i n a;5.G u i z h o u P r o v i n c i a l S t a t i o n f o r A n i m a l G e n e t i c R e s o u r c e s M a n a g e m e n t,G u i y a n g 5 5 0 0 2 5,C h i n a)A b s t r a c t:T h e p u r p o s e w a s t o u n v e i l t h e g e n e t i c d i s p a r i t i e s b e t w e e n t h e J i a n b a i a n d C o n g j i a n g X i a n g p i g s b r e e d s,e n h a n c e t h e u n d e r s t a n d i n g o f t h e i r c o n s e r v a t i o n s t a t u s,g e n e t i c d i v e r s i t y,p o p u l a t i o n s t r u c t u r e,a n d a d a p t i v e e v o l u t i o n t h r o u g h w h o l e-g e n o m e s e l e c t i o n s i g n a l a n a l y s i s.T h e 2-y e a r-o l d C o n g j i a n g a n d J i a n b a i X i a n g p i g s w e r e r a n d o m l y s e l e c t e d a n d d i v i d e d i n t o t w o g r o u p s o f 5 p i g s e a c h.Wh o l e-g e n o m e r e s e q u e n c i n g w a s p e r f o r m e d o n J i a n b a i a n d C o n g j i a n g X i a n g p i g s,a n d t h e s e q u e n c i n g d a t a w a s a l i g n e d t o t h e p i g r e f e r e n c e g e n o m e S s c r o f a 1 1.1 u s i n g t h e b w a s o f t-w a r e.S u b s e q u e n t l y,t h e GAT K s o f t w a r e w a s u s e d f o r v a r i a n t d e t e c t i o n a n d f i l t e r i n g o f S N P s a n d I N D E L s.A d d i t i o n a l l y,p o p u l a t i o n g e n e t i c d i v e r s i t y a n a l y s i s,i n c l u d i n g e f f e c t i v e p o p u l a t i o n s i z e,p r o p o r t i o n o f p o l y m o r p h i c l o c i,o b s e r v e d h e t e r o z y g o s i t y,a n d e x p e c t e d h e t e r o z y g o s i t y,w a s c a r-r i e d o u t u s i n g P l i n k a n d S N e P s o f t w a r e.T h e p o p u l a t i o n s e l e c t i o n s i g n a l s w e r e a n a l y z e d u s i n g t h e v c f t o o l s s o f t w a r e,a n d t h e s e l e c t e d g e n o m i c r e g i o n s w e r e s u b j e c t e d t o K E G G a n d GO p a t h w a y a n a l y s e s.A f t e r S N P a n d I N D E L a n a l y s i s,i t w a s f o u n d t h a t t h e r e w e r e 1 6 1 5 8 0 0 2 c o mm o n S N P s i n t h e p o p u l a t i o n s o f J i a n b a i a n d C o n g j i a n g X i a n g p i g s,w i t h 6 8 6 3 9 9 2 S N P s u n i q u e t o C o n g j i a n g a n d 4 2 7 5 6 6 0 u n i q u e t o J i a n b a i.T h e c o mm o n I N D E L s w e r e 3 2 7 5 3 7 5,w i t h 1 6 7 4 0 8 1 I N D E L s u n i q u e t o C o n g j i a n g a n d 1 1 1 4 2 4 8 u n i q u e t o J i a n b a i.S t a r t i n g f r o m t h e s a m p l i n g t i m e p o i n t,t h e e f f e c t i v e p o p u l a t i o n s i z e o f b o t h C o n g j i a n g a n d J i a n x i a n g p i g p o p u l a t i o n s c o u l d b e t r a c e d b a c k t o 1 8 i n d i v i d u a l s 1 3 g e n e r a t i o n s a g o.T h e C o n g j i a n g b r e e d d i s p l a y e d a h i g h e r p r o p o r t i o n o f p o l y m o r-p h i c l o c i,w i t h a v a l u e o f 0.8 7 5 7,w h e r e a s b o t h p o p u l a t i o n s h a d o b s e r v e d h e t e r o z y g o s i t y v a l u e s e x c e e d i n g t h e e x p e c t e d h e t e r o z y g o s i t y.N u c l e o t i d e d i v e r s i t y w a s l e s s t h a n 0.5%f o r b o t h b r e e d s,a n d T a j i m as D w a s g r e a t e r t h a n 0,w i t h R O D v a l u e s o f 0.5 5 3 1 a n d F s t v a l u e s o f 0.7 3 6 2.K E G G a n d GO e n r i c h m e n t a n a l y s e s s h o w e d t h a t t h e g e n e t i c d i f f e r e n c e s b e t w e e n J i a n b a i a n d C o n g j i a n g X i a n g p i g s i n v o l v e d m u l t i p l e p a t h w a y s a n d g e n e f u n c t i o n s,i n c l u d i n g a x o n g u i d a n c e,E CM-r e c e p t o r i n t e r a c t i o n,f o c a l a d h e s i o n,P I 3 K-A k t s i g n a l i n g p a t h w a y,l i p o i c a c i d m e t a b o l i s m,c GMP-P K G s i g n a l i n g p a t h w a y,MA P K s i g n a l i n g p a t h w a y,n u c l e o t i d e e x c i s i o n r e p a i r,a s p i r i n s i g n a l i n g p a t h w a y,a n d a r r h y t h m o g e n i c r i g h t v e n t r i c u l a r c a r d i o m y o p a t h y.T h e r e a r e a c e r t a i n l o s s o f p o p u l a t i o n p o l y m o r p h i s m a n d a h i g h d e g r e e o f p o p u l a t i o n d i v e r g e n c e b e t w e e n t h e J i a n b a i a n d C o n g j i a n g p i g p o p u l a t i o n s.T h e r e i s c l e a r p o p u l a t i o n d i f f e r e n t i a t i o n b e t w e e n t h e t w o b r e e d s,a n d b o t h g e n o m e s e x h i b i t a s u b s t a n t i a l n u m b e r o f a l l e l e s a t i n t e r m e d i a t e f r e q u e n c i e s.I t i s n e c e s-s a r y t o e n h a n c e t h e g e n e t i c d i v e r s i t y w i t h i n t h e C o n g j i a n g a n d J i a n b a i X i a n g p i g p o p u l a t i o n s a n d r e d u c e t h e r i s k o f d e c r e a s e d p u r i t y d u e t o t h e i n t r o d u c t i o n o f f o r e i g n l i n e a g e s.K e y w o r d s:w h o l e g e n o m e;s e l e c t i o n s i g n a l s;X i a n g p i g;g e n e t i c d i f f e r e n c e s*C o r r e s p o n d i n g a u t h o r:CHE N W e i,E-m a i l:c h e n w e i g z u 1 6 3.c o m 猪的养殖在我国历史久远、分布广泛、数量众多。我国复杂的地貌环境、多元化的饮食文化带来的多样化选育目标是中国形成多个地方猪种质资源的重要原因,多样化选育目标致使我国是世界上地方猪种质资源最丰富的国家,约占世界猪种质资源的1/31。许多本地猪品种都有自己独特的特点,例如抗病性、饲料效率和高生育率。贵州香猪是一种小型猪种,包括从江香猪和剑白香猪两种类型。在贵州独特的喀斯特地貌和多民族混居的人文环境的影响下,形成了近交不退化的优势和基因高度纯2363 9期袁 巍等:全基因组选择信号解析剑白香猪和从江香猪的遗传差异合的特点。作为贵州地区宝贵的地方猪种遗传资源,通过全基因组选择信号解析剑白香猪和从江香猪的遗传差异,有助于提高对从江香猪和剑白香猪种群的保护状况、遗传多样性、群体结构和和适应性进化的认识,制定更有效的保护策略以维护地方猪的遗传多样性和生态系统的稳定性。由于长期以来的猪种杂交和人工选择,地方猪种的遗传多样性正在不断减少2,本地猪种和群体大小的数量均大幅减少3,因此,评估中国本地猪品种的遗传多样性和群体结构成为必要的举措,以便制定更加有效的保护策略,避免品种的基因流失。随着测序技术和计算方法的快速发展以及测序费用的大幅下降,二代测序技术已被广泛应用于家畜遗传多样性和群体结构的研究中,如猪4-5、牛6、羊7-8、鸡9-1 0、鸭1 1等。通过对基因组水平的研究,这些研究筛选出了大量与适应性、表型、重要经济性状等相关的候选基因和遗传标记。这些研究结果不仅有助于人们深刻了解家畜物种的起源、驯化机制、人工选择和自然选择,而且还为家畜的遗传改良和育种提供了基础。目前,对于从江香猪和剑白香猪的研究主要集中在基因的表达1 2、经济性状1 3、生产性能1 4上,在基因组层面上,对剑白香猪和从江香猪的遗传差异研究较少。因此,了解从江香猪和剑白香猪种群的保护状况、遗传多样性、群体结构和适应性进化等方面的信息非常重要。通过全基因组选择信号分析,揭示了剑白香猪和从江香猪的遗传差异,为实现上述目标提供重要的基础和支持。1 材料与方法1.1 样品采集随机选取贵州保种场2岁龄从江香猪和剑白香猪各5头,采集其耳组织,用D E P C水处理后放入无R NA酶的冻存管中,液氮中冷冻,后转入-8 0的超低温冰箱储存,用于提取D NA。从江香猪及剑白香猪如图1所示。图1 从江香猪和剑白香猪照片F i g.1 P h o t o s o f C o n g j i a n g a n d J i a n b a i X i a n g p i g s1.2 建库测序和数据处理委托北京诺禾致源生物信息科技有限公司完成从江香猪与剑白香猪的总D NA提取和建库测序,主要测序平台为I l l u m i n a H i S e q 2 5 0 0,测序策略为P E 1 2 5,深度为5 x1 0 x。用F s a t p v 0.1 9.1 0软件1 5对测序原始数据进行过滤,去掉a d a p t o r和低质量序列,将过滤后数据用b w a v 0.7.1 7-r 1 1 8 8软件比对到猪参考基因组S s c r o f a 1 1.1上,并进行排序和去重复处理,获得b a m文件用于变异检测。1.3 变异检测和过滤使 用GAT K v 4.0(h t t p s:/g a t k.b r o a d i n s t i-t u t e.o r g/h c/e n-u s)中的H a p l o t y p e C a l l e r工具分别对从江香猪和剑白香猪的b a m文件进行变异检测,分别合并每个猪种的g v c f文件成一个包含群体变异的群体g v c f文件。使用G A T K 4.0中的V a r i a n t-F i l t r a t i o n工 具 过 滤S N P与I N D E L,对S N P s与I N D E L s的 质 控 过 滤 参 数 为Q D 2.0MQ6 0.0 S O R 3.0 MQ R a n k S u m3363畜 牧 兽 医 学 报5 4卷-1 2.5 R e a d P o s R a n k S u m-8.0。1.4 遗传多样性分析群体有效大小(Ne)、多态位点比例(PN)、观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)是分析种群遗传多样性的常用参数。利用S N e P v 1.1 1 软件1 6计算群体有效大小Ne,使用P l i n k v 1.9 0 b 6.2 1软件1 7计算多态位点比例(PN)、观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)。有效群体大小Ne根据不同的S N P数据量和历史背景进行计算,因此其接近最近世代的程度也会不同。1.5 群体选择信号分析群体间遗传分化指数(t h e f i x a t i o n i n d e x,F s t)、核苷酸多样性(n u c l e o t i d e d i v e r s i t y,)与群体内选择检验(T a j i m as D)均由v c f t o o l s v 0.1.1 6软件基于数据集D a t a 1计算,窗口大小为1 0 0 0 0 0 b p,滑动距离为1 0 0 0 b p,分组信息为从江香猪(c o j)和剑白香猪(j a b),最后用R包g g p l o t 2可视化。具体参数为-f s t-w i n d o w-s i z e 1 0 0 0 0 0-f s t-w i n d o w-s t e p 1 0 0 0 0,-w i n d o w-p i 1 0 0 0 0 0-w i n d o w-p i-s t e p 1 0 0 0 0,-T a j i m a D 1 0 0 0 0 0。群体间分歧度(t h e r e-d u c t i o n o f d i v e r s i t y,R O D)值公式为1-1/2,其中1为剑白香猪群体平均值,2为从江香猪群体平均值。1.6 受选择区域分析分别取F s t和R O D结果前5%位点,提取其在染色体上位置等信息,用R编写脚本合并为F s t和R O D是否同时满足前5%位点信息表。将F s t阈值线设置为0.2,R O D阈值线设置为0.5 5,利用R包g g p l o t 2绘制点图。并将同时满足F s t和R O D前5%的位点使用b e d t o o l s v 2.3 0.0合并重叠窗口位点,然后根据合并位点提取候选基因信息。具体参数为“b e d t o o l s i n t e r s e c t-F 0.1-b g f f 3,b e d t o o l s m e r g e”。1.7 注释与通路分析将已鉴定到的猪特有家族基因和显著收缩与扩张基因与K E G G、GO数据库比对,进行通路分析。K E G G通 过R包c l u s t e r P r o f i l e r v 4.01 8 调 用K E G G数据库官网(h t t p s:/www.k e g g.j p/)A P I直接 用 于K E G G分 析,并 通 过R包 内 置 函 数d o t p l o t进行可视化分析;GO通过R包o r g.S s.e g.d b v 3.1 6.0(h t t p:/b i o c o n d u c t o r.o r g/p a c k a g e s/r e l e a s e/B i o c V i e w s.h t m l#_O r g D b)进行分析,并使用c l u s t e r P r o f i l e r内置函数d o t p l o t进行可视化分析;最后通过在线网站基迪奥生信云工具(h t-t p s:/www.o m i c s h a r e.c o m/t o o l s/H o m e/S o f t/c o g)进行可视化。2 结 果2.1 S N P及I N D E L检测结果从江香猪和剑白香猪中平均检测到2 1 0 0万个S N P s位点,其中从江香猪2 3 0 2 1 9 9 4个,剑白香猪2 0 4 3 3 6 6 2个。同样平均检测到4 6 0万个I N D E L s位 点,其 中 从 江 香 猪4 9 4 9 4 5 6个,剑 白 香 猪4 3 8 9 6 2 3个。在外显子区域,均检测到的S N P s位点数约为1 7万个,其中从江香猪1 8 8 6 7 4个,剑白香猪1 6 4 3 8 3个;平均检测到的I N D E L s位点数约为1 0万 个,其 中 从 江 香 猪1 1 8 4 1个,剑 白 香 猪1 0 6 1 3个。这些外显子区域上的S N P和I N D E L变异可能会影响蛋白质的结构、功能、表达和稳定性,从而影响生物体的表型。利用R包V e n n D i a-g r a m根据S N P s位置信息绘制的韦恩图显示,从江香猪 和 剑 白 香 猪 群 体 共 有 的S N P s位 点 数 为1 6 1 5 8 0 0 2个,从江香猪特有的为6 8 6 3 9 9 2个,剑白香猪特有的为4 2 7 5 6 6 0个(图2 A);共有的I N D E l s位点数为3 2 7 5 3 7 5个,从江香猪特有的为1 6 7 4 0 8 1个,剑白香猪特有的为1 1 1 4 2 4 8个(图2 B)。图2 从江香猪和剑白香猪S N P(A)及I N D E L(B)检测结果韦恩图F i g.2 T h e V e n n d i a g r a m s d e p i c t i n g t h e S N P(A)a n d I N D E L(B)d e t e c t i o n r e s u l t s o f C o n g j i a n g a n d J i a n b a i X i a n g p i g s4363 9期袁 巍等:全基因组选择信号解析剑白香猪和从江香猪的遗传差异2.2 从江香猪和剑白香猪群体的遗传多样性分析利用p l i n k软件分析群体有效大小(Ne)、多态位点比例(PN)、观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He),结果如表1所示。通过p l i n k计算的剑白香猪和从江香猪的最近世代群体有效大小为1 8头,最近世 代 为1 3。从 江 香 猪 的 多 态 性 位 点 比 例 为0.8 7 5 7,高于剑白香猪的多态性位点比例0.8 1 3 2。另外,从江香猪和剑白香猪各自群体内的观测杂合度均大于期望杂合度,说明二者群体内部都存在较高的遗传多样性。选择压力等因素导致群体内的杂合子数量增加,有利于个体对环境的适应和进化。表1 从江香猪和剑白香猪遗传多样性参数T a b l e 1 T h e g e n e t i c d i v e r s i t y p a r a m e t e r s o f C o n g j i a n g a n d J i a n b a i X i a n g p i g s遗传多样性参数 G e n e t i c d i v e r s i t y p a r a m e t e r从江香猪 C o n g j i a n g X i a n g p i g s剑白香猪 J i a n b a i X i a n g p i g s群体有效大小*E f f e c t i v e p o p u l a t i o n s i z e1 81 8多态位点比例 P r o p o r t i o n o f p o l y m o r p h i c l o c i0.8 7 5 70.8 1 3 2期望杂合度 E x p e c t e d h e t e r o z y g o s i t y0.6 5 9 70.6 4 5 7观测杂合度 O b s e r v e d h e t e r o z y g o s i t y0.7 2 2 80.7 0 8 9*.1 3世代前群体有效大小Ne=1 8,从父母代算起,每次繁殖称为一个世代*.E f f e c t i v e p o p u l a t i o n s i z e(Ne)o f t h e p o p u l a t i o n p r i o r t o t h e 1 3 t h g e n e r a t i o n i s 1 8,a n d e a c h g e n e r a t i o n i s d e f i n e d a s a s i n g l e b r e e d i n g e v e n t s t a r t i n g f r o m t h e p a r e n t a l g e n e r a t i o n2.3 剑白香猪和从江香猪群体选择分析以从江香猪作为参照组,对剑白香猪进行群体压力分析。通过滑动窗口计算从江香猪(c o j)和剑 白香猪(j a b)群体的核苷酸多样性值(图3 A,B)、群体遗传分化指数F s t(图3 C)。统计从江香猪和剑白香猪每条染色体上高于0.0 1阈值的核苷酸位 图3 从江香猪和剑白香猪的值、F s t值以及核苷酸多态性在染色体上的分布F i g.3 T h e d i s t r i b u t i o n o f v a l u e s,F s t v a l u e s,a n d n u c l e o t i d e p o l y m o r p h i s m s a l o n g t h e c h r o m o s o m e s o f t h e C o n g j i a n g a n d J i a n b a i X i a n g p i g b r e e d s5363畜 牧 兽 医 学 报5 4卷 点数量(图3 D),结果显示从江香猪的每条染色体上均存在高核苷酸多态性位点,而剑白香猪的c h r 4上不存在高核苷酸多态性位点。从江香猪的总核苷酸多态 性 位 点 数 为1 2 8 8个,高 于 剑 白 香 猪 的1 0 3 5个。F s t图中,每条染色体均存在大量高于阈值线的多态性位点,表明剑白香猪和从江香猪之间在每个染色体上都存在遗传分化情况。2.4 从江香猪和剑白香猪分化水平将从江香猪和剑白香猪基因组中每条染色体上的核苷酸多样性值、群体间分歧度检验F s t、群体分歧度R O D以及群体内选择检验T a j i m as D的计算结果取均值后绘制成图4。结果表明,从江香猪和剑白香猪的核苷酸多样性均小于0.5%,且群体内选择检验T a j i m as D值均大于0。此外,剑白香猪和从江香猪的R O D值为0.5 5 3 1,F s t值为0.7 3 6 2。图4 从江香猪和剑白香猪分化水平参数F i g.4 T h e d i f f e r e n t i a t i o n l e v e l p a r a m e t e r s o f C o n g j i a n g a n d J i a n b a i X i a n g p i g s2.5 剑白香猪群体受选择区域对于受选择区域的筛选,一般考虑群体间分歧度高及群体分化率高的区域。以从江香猪为对照组,结合群体间分歧度R O D和群体间分歧度检验F s t的计算结果,筛选出剑白香猪基因组中前5%受到强烈选择作用、高度分化的区域,并从中识别出了共计7 7 5个受选择区域基因,其分布情况如图5红色区域所示。图5 剑白香猪F s t-R O D的受选择区域F i g.5 T h e F s t-R O D r e g i o n s u n d e r s e l e c t i o n i n J i a n b a i X i a n g p i g s2.6 剑白香猪群体受选择区域基因富集分析对受选 择区域 基 因 进 行 了K E G G富 集 分 析(图6 A),结果表明前2 0种K E G G富集通路涉及轴突引导、E CM与受体的相互作用、局部粘附、P I 3 K-A k t信号通路、硫辛酸代谢、c GMP-P K G信号通路、MA P K信号传导途径、核苷酸切除修复、阿佩林信号通路、心律失常性右心室心肌病等通路。同时,对受选择区域基因进行了GO富集分析(图6 B),发现在从江香猪和剑白香猪的7 7 5个候选基因中,有3 6 7个基因显著富集于7 5 1个GO条目(P0.0 5),其中包括1 1 3个分子功能类,5 5 3个生物过程类,8 5个细胞组分类。在分子功能中,受选择区域基因主要富集在结合和催化活性;在生物过程中,受选择区域基因富集最集中的GO条目在细胞过程、单一生物体过程、生物调节、新陈代谢过程和生物过程的调节上;在细胞组分中,细胞、细胞部分、细胞器条目上的基因富集较多。3 讨 论遗传分化由长期自然选择和人工选择造成,受环境、基因漂变、基因流动和遗传漂变等因素的影响。R O D基于两个群体间的核酸多态性的差异识别信号,被引入用于测量