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家畜基因组中拷贝数变异与性状相关性的研究进展

更新时间:2016-07-05

拷贝数变异(copy number variation,CNV)是指与生物正常的基因组序列相比,所发生的长度在1 kb到数Mb范围内的变异,其形式包括重复、缺失、插入、易位和衍生出的染色体结构变异[1-2]。已有研究表明,CNV可以在体细胞系和生殖细胞系中检测到。体细胞中的CNV可能导致镶嵌性,但不会遗传给下一代;而生殖细胞中发生的CNV如果不是有害的,便可以遗传给后代,并最终与群体发生隔离[3]

CNVs覆盖的核苷酸总数远远超过单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)的数量,因此,CNV可能对表型产生较大的影响[4]。已有研究表明,可遗传的CNVs可影响孟德尔法则和复杂的疾病发生,例如与神经退化和发育疾病相关的 CNVs[5]。 此外,CNV 对表型也有重要影响,早期研究发现重复的Bar基因对果蝇的棒眼表型具有显著作用[6]。CNV可能通过基因剂量效应或位置调控效应对基因表达产生影响。

拷贝数变异不仅在人类基因组中广泛存在,在动物基因组中同样可检测到。已公布了牛、山羊、绵羊、猪等家畜的CNV图谱,研究显示这些基因组CNV对家畜的生产性能具有一定影响。

1 牛基因组CNV与性状相关性的研究

2016年,da Silva等检测到688个CNVRs与286个QTL区域重叠,与牛的重要生产性状相关,如采食量、妊娠期时长、大理石花纹评分、第12肋骨脂肪厚度、干物质摄入量、最长肌肉面积和胴体重等 [7];2018 年,Zhang 等检测到CNV 区域内的GBP2 基因与牛的生长性状相关[8];2017 年,Letaief等检测到1 095个CNV与牛奶质量(10个QTL)、 产奶量 (43个 QTL)、 健康状况 (27个QTL)、繁殖性能(26个 QTL)或肉和胴体性状(73个QTL)相关的QTL区域重叠,其中CNV区域内BBS7基因与牛的体重相关,HSD17B7基因与荷斯坦牛母牛的受孕率相关,SUPT3H和RUNX2基因与乳成分相关[9]

2 绵羊基因组CNV与性状相关性的研究

2017年,Yang等对全球不同地区绵羊CNV进行检测分析发现,与CNV区域重叠的BTG3、PTGS1和PSPH基因分别与胎儿肌肉发育、前列腺素(PG)合成和骨骼颜色有关[10];2017 年,Ma 等研究发现CNV区域内的基因功能富集结果与同源框和胚胎骨骼系统形态发生有关,其中DLX3基因与羊毛弯曲有关,相关CNV被认定为滩羊特殊卷毛表型的候选 CNV [11];2016 年,Zhu 等研究发现CNV区域内基因的功能富集结果与脂肪沉积、GTP酶调节和肽受体活动有关,其中PPARA、RXRA、KLF11、ADD1、FASN、PPP1CA、PDGFA 和PEX6基因与脂肪沉积有关,影响绵羊的尾型[12]

3 山羊基因组CNV与性状相关性的研究

2010年,Fontanesi等完成了首个山羊CNV图谱的绘制,并与牛基因组中的CNVRs进行比较,进一步评估这些CNV区域内基因的功能相关性及其对山羊行为、生产和抗病性状的影响[13];2016年,Menzi等在波尔山羊毛色的相关研究中发现,EDNRA基因的拷贝数与白色毛的覆盖度成正相关[14];2015 年,王维的研究发现,ZNF280BY基因特异存在于Y染色体,为多拷贝基因,与种公羊繁殖力有关[15]

4 猪基因组CNV与性状相关性的研究

2015年,Wang等对猪基因组中肉质关联的CNV进行研究,结果发现3个CNVs与肉质关联的QTL区域重叠,其中NTN1基因的拷贝数变异对肉质产生影响,表明CNV可能会导致SNP以外的肉品质相关的遗传变异 [16];2017 年,Revilla等的研究发现,与CNV关联的 CLCA4、CYP4X1、GPAT2、MOGAT2、PLA2G2A 和 PRKG1 基因与商品猪的生产性状有关,其中GPAT2基因与背膘所占比例相关,这种CNV可能导致脂肪酸组成和生长性状发生遗传变异[17];2017 年,Wang 等对太湖猪的全基因组遗传变异进行了研究,共检测到455个CNVs,其中有168个CNVs共注释到189个基因,41个CNVs位于与重要经济性状有关的QTL区域,分析发现CNV对太湖猪的繁殖性能和胴体品质产生影响[18]

[6]WOLFNER M F,MILLER D E.Alfred sturtevant walks into a Bar:gene dosage,gene position,and unequal crossing over in Drosophila [J].Genetics,2016,204(3):833-835.

5 展望

目前,在家畜中与生产性状相关CNV的检测和分析仍然较少,相关研究可以为分子遗传变异提供更广阔的空间。现有研究已显示,CNV可以同SNP一样作为遗传标记,通过与某种性状的QTL连锁,应用于家畜育种研究中,可选出适应性强、生产性能好的群体。可以预见,CNV在家畜优良性状的选育中具有广阔的应用前景,它将作为一种有效的遗传标记或遗传信息应用于家畜育种之中。随着基因芯片技术及新一代测序技术的发展,通过对CNV的检测及与各种来源数据的相关性分析,探讨CNV与家畜生物进化、生理过程及疾病防治等的联系,CNV将能更广泛地应用于家畜育种工作中。

参考文献:

在国有林场中工作的职工,每个人工作成绩是不相同的,因此实施绩效考核可以指导和监督职工的工作情况,让职工更加认真尽责的开展工作是唯一的目标。绩效考核的主要作用有以下几点:

在2016年,我国已经开始进行营业税改增值税的试点工作,而在2017年对该试点工作进行了进一步的发展,对其进行了深化改革。在进行改革的过程中,国有林场成为最主要的阵地,这种情况的出现既有利也有弊。

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冷桥现象是在进行房屋建筑的过程中非常常见的一种情况,指的是建筑物在构建过程中可能发生的墙面出现的水雾情况。基于当前房屋建筑的现状来说,通常冷桥现象发生后的表现是:在房屋的墙角,比如内外转角、屋顶及外墙拼接角等位置出现的墙面存在水雾吸附的情况。

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1.3.1 生存质量 于治疗前后借助世界卫生组织制定的WHOQOL-BREF(生存质量测定量表简表)中文版量表来评定患者生活质量,构成此量表的部分为:患者对其健康状况与生存质量的主观感受,与环境、社会关系、心理、生理这4个领域评价,所含小问题共29个。基于WHOQOL-BREF指导手册,对患者填写量表行为加以指导,量表分值愈高,代表患者生存质量愈高。

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(一)对于现状水质达标的保留区、保护区和缓冲区采用现状污染负荷法,即以水功能区的现状污染物入河量作为水功能区的纳污能力,体现了保证这些水功能区不得新增入河排污量的管理原则。

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1.2.1 外周血基因组DNA提取 抽取受试者外周血5 mL,-80℃保存。应用PAXgene Blood DNA kit试剂盒(QIAGEN,德国),并按照试剂盒中提供的“操作说明”中的标准操作步骤提取外周血基因组DNA。

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10月30-11月1日,美国环保协会与中国国际民间组织合作促进会在当地举行了“加强亚洲海洋保护国际合作”公开论坛和研讨会,希望通过此次会议能够建立一个海洋保护人员的国际平台,通过不同国家参会人员的经验分享,共同寻找新应对重要挑战的解决方案。

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王月星,王艳欣,王位,刘娜娜,段仕,付绍印,刘永斌,张文广
《畜牧与饲料科学》2018年第4期文献

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