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家兔杂交F2代等位基因表达与世代传递不平衡研究

批准号:
32072684
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
陈仕毅
依托单位:
学科分类:
畜牧学基础
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈仕毅

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
二倍体生物中每个基因位点均包含了来自不同亲本的两个等位基因,在生物学功能上存在或多或少的差异。在家养动物中,系统阐述等位基因间生物学功能差异是理解杂交生产过程中重要经济性状杂种优势形成遗传学基础的关键理论前提,目前还很少见相关报道。本项目以具有较高繁殖效率的家兔为对象,选择在成年体重性状上具有显著差异的齐卡兔和四川白兔作为亲本,建立一个不少于100个个体的F2代半同胞家系;采用全长转录本测序技术首先准确构建和区分来自不同等位基因的转录本,结合短片段测序方法分析F2代个体等位基因表达水平差异及其与表型间的关系;采用单精子基因组重测序技术组装F2群体父本基因组单倍型,与子代个体基因型比较,分析该公兔同一基因位点上不同等位基因在世代间的传递平衡情况。本项目从转录表达水平和世代间传递率两方面将生物学功能的研究深入到等位基因水平,结果为家兔和其它畜禽杂交生产方案的设计与优化具有重要的指导和借鉴意义。
英文摘要
In diploid organisms, each gene locus is composed of two parental alleles, both of which would play differential biological functions and then interact to determine phenotypic variation. Better understanding of allelic functional differences is much important to explore the genetic basis of these economically important traits in hybrid populations of domestic animals, which has not yet been well studied. Because both genetic and phenotypic differentiation are expected between different breeds, we will cross the large body size breed (Zika rabbit) with the small body size breed (Sichuan White rabbit) for producing an F2 hybrid population of half-sib family consisting of more than 100 individuals in the present study. Subsequently, we construct and distinguish the parental transcripts using the full-length transcript sequencing technology, by which the allele-specific expression and association with phenotypic variation are carefully investigated for F2 hybrids. In addition, the paternal two alleles of F2 hybrid population will be phased and distinguished by the genome resequencing of paternal single sperms and bulk cells, which will be used to reveal the transmission ratio of paternal alleles to offspring. This study provides a comprehensive analysis on allelic functional differences and the results will help us to more efficiently predict inter-strain combining ability in rabbit and other domestic animals.
本项目通过构建齐卡兔G系与四川白兔的杂交资源群体,结合牛津纳米孔测序技术(ONT)全长转录组测序技术对119只杂交后代进行转录组测序,结合亲本基因组短片段重测序,一共检测到4536个基因在杂交后代中存在等位基因显著差异表达,其中60.8%的基因易于高表达来自母本的等位基因。与等位基因差异表达不同,未检测到父本等位基因在后代群体中存在传递不平衡的情况。针对等位基因差异表达情况分析了对个体生长性能的影响,结果鉴定到了与84日龄体重和三个阶段个体日增重之间存在显著关联的候选基因50个。通过构建混合效应模型分析基因表达水平或等位基因表达水平,鉴定到了与4个生长性状、2个肉质性状和5个胴体性状之间存在显著相关的候选基因。另外,通过构建混合效应模型分析杂交后代个体的肠道菌群结构及其与性状之间的相关性,结果发现在本群体中个体肠道的整体菌群结构差异对个体表型方差的解释不显著(估计的菌群力为0)。本研究结果为从等位基因表达层面系统阐述影响肉兔重要经济性状的相应遗传调控机制提供了丰富的理论依据,鉴定到的一系列候选基因可以用于指导后期的基因功能分子机制研究,也可以用于优化肉兔基因组育种评估模型。目前共发表4篇标注本项目资助的SCI论文,1篇以上论文在准备投稿中。培养2名硕士研究生,其中毕业1名、在读1名。
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