基于PRRSV人工感染资源群体解析猪蓝耳病抗病性状的遗传基础
批准号:
31930104
项目类别:
重点项目
资助金额:
299.0 万元
负责人:
刘榜
依托单位:
学科分类:
家畜种质资源与遗传育种学
结题年份:
2024
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘榜
中文摘要
猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)给养猪业造成巨大经济损失,抗病育种成为解决该病防控的希望。申请者前期发现通城猪和大白猪存在PRRS抗病性差异,并以抗病通城猪和易感大白猪为亲本进行杂交,通过多代横交构建资源群体。本研究选择400头个体进行PRRSV人工感染试验,测定免疫应答性状和肠道菌群结构获得表型信息,利用SNP芯片进行全基因组扫描获得基因型信息并进行QTL 定位;对筛选出的抗病和易感个体进行转录组、代谢组和肠道菌群宏基因组测序,通过多组学整合分析鉴定影响免疫应答的候选基因和肠道菌群;分别通过基因敲除、超表达、信号通路等研究鉴定抗病候选基因功能及其机制,鉴定变异位点和分子标记;通过菌群和菌株的敲除和敲入研究肠道菌对宿主抗病的作用及机制。研究结果为抗病遗传机制解析提供依据,鉴定的抗病候选基因及其分子标记具有重要的育种应用价值。立项研究对猪蓝耳病的抗病遗传育种具有重要的理论意和应用前景。
英文摘要
Porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS), caused by PRRS virus (PRRSV), is one of the most important infectious diseases in pig industry. Disease-resistance breeding has become an effective approach to prevent and control PRRS epidemic. Our previous studies have indicated that Tongcheng (TC) pigs, a Chinese local breed, have stronger resistance or tolerance to PRRSV infection than Large White (LW) pigs. In order to explore genetic resistance to PRRSV, we construct segregation population by crossing PRRSV-resistant TC pigs and PRRSV-susceptible LW pigs. Furthermore, this segregation population will be artificial infected with PRRSV. Then, we will carry out the following researches with this PRRSV infection resource population: (1)The clinical symptoms, blood routine, cytokines, viral load, body weight and individual viability will be measured after artificial PRRSV infection in vivo. (2) Individual genotype information will be obtained with high-density SNP chips, and QTL mapping will be performed on different traits and the microbial community structure in the gut using the mixed linear model, FarmCPU and other statistical methods. (3) the transcriptome, metabolome and fecal metagenomics will be conducted in the selected disease-resistant and disease-susceptible individuals, and multi-omics integrated analysis will be used to identify disease-resistant genes, markers, intestinal bacteria and pathways affecting immune response to PRRSV infection. (4) the mechanism of gut microbes influenced on host disease resistance will be deeply explored through the knock-in flora PRRS-susceptible pigs and gut microbe in germ-free mice. (5) The functions of disease-resistant genes will be studied by gene knockout, overexpression, signaling pathway analysis in different cell lines. The regulatory mechanism also will be investigated. In conclusion, the results obtained from this study will provide genetic basis for PRRS-resistance breeding. Besides, the surviving individuals, identified disease-resistant genes, markers and the will be valuable materials for future PRRS-resistance breeding.
本项目基于猪抗病育种的重大需求和目前PRRS研究面临的瓶颈问题,在课题组前期研究的基础上,利用对PRRS抗病的通城猪和易感的大白猪杂交及多代横交构建的资源群体进行PRRSV人工感染后宿主免疫应答性状和肠道菌群结构的测定。比较抗病/易感个体间的免疫应答性状差异,发现PRRSV感染0、4、7、11、14天抗病/易感个体的病毒载量、体重增量及血常规指标具有显著差异,可作为PRRS抗病性状;通过全基因组SNP扫描进行宿主免疫应答性状和肠道菌群的QTL定位,分别在猪SSC7、SSC8和SSC16染色体上鉴定到与PRRS抗病性状显著关联的QTL,在SSC10的9.55Mb-10.29Mb区域鉴定到与Lactobacillus显著关联的QTL;整合时序转录组和代谢组数据分析揭示了抗病个体和易感个体的免疫应答差异;基于基因组和转录组联合分析进行eQTL、sQTL和apaQTL定位揭示了抗病/易感个体感染前后转录和转录后水平的差异;分析抗病/易感个体感染前后的粪菌16SrRNA和宏基因组数据发现感染前后猪肠道菌群组成发生显著变化,Phascolarctobacterium、Lactococcus和Lactobacillus与抗病性状显著相关,可作为对猪PRRS抗病有利的候选肠道微生物。对鉴定到的分子标记进行功能研究:建立了SLA基因分型方法,并鉴定出关键的易感等位基因SLA-DQB1*06:01和抗病等位基因SLA-DQB1*07:01;鉴定出CXCL14启动子区域功能SNPs通过影响转录因子结合抑制PRRSV复制,BCL2L15的SNP通过转录后调控抑制PRRSV复制。探究了抗病候选基因ALKBH5、ACSL3、ACSF23、FAM134B以及SREBP2等在PRRSV感染中的作用机制。本项目研究结果为解决猪抗病育种重大需求背后科学问题提供思路和技术支撑,鉴定的抗病基因和变异位点为抗病育种应用奠定基础。
中外猪品种4个候选基因的CNVs差异验证、边界鉴定及其在NF-кB通路中的免疫功能研究
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批准号:31572374
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项目类别:面上项目
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资助金额:63.0万元
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批准年份:2015
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负责人:刘榜
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依托单位:
猪拷贝数变异(CNVs)的全基因组发掘及肌肉生长相关基因的鉴定
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批准号:31072012
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项目类别:面上项目
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资助金额:40.0万元
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批准年份:2010
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负责人:刘榜
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依托单位:
猪2号染色体上背膘厚日增重QTL重叠区TEF1-MyoD1-CSRP3基因功能研究
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批准号:30771536
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项目类别:面上项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2007
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负责人:刘榜
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依托单位:
在体外骨骼肌卫星细胞中研究猪差异表达新基因CMYA1 的功能
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批准号:30571007
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项目类别:面上项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2005
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负责人:刘榜
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依托单位:
在新EST基础上借助位置克隆获取猪新基因并探索其功能
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批准号:30371029
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项目类别:面上项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2003
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负责人:刘榜
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依托单位:
藏羚的种质特性及与近缘动物的比较遗传学研究
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批准号:30270951
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项目类别:面上项目
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资助金额:7.0万元
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批准年份:2002
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负责人:刘榜
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依托单位:
从显微切割的猪12号染色体短臂分离新微卫星及应用研究
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批准号:39970541
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项目类别:面上项目
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资助金额:12.0万元
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批准年份:1999
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负责人:刘榜
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依托单位:
国内基金
海外基金