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利用基因组NUMTs及SNPs信息研究不同种属野猪间的遗传关系及其对家猪的遗传贡献

批准号:
32102526
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
王丹
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:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王丹

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
普遍观点认为仅原始欧亚野猪(Sus scrofa)被驯化成家猪,而化石证据和基因组信息显示早期群体扩张时期欧亚野猪与其他种属野猪可能发生过杂交,在驯化过程中家猪和野猪也可能有基因交流。复杂的演化过程使猪科下各野猪间的遗传关系模糊,除欧亚野猪外的其他种属野猪对家猪有无遗传贡献也还未知。因此,梳理各种野猪的群体分化、生物学分类,解析其对家猪的遗传贡献,对猪的起源驯化研究具有重要生物学意义。随基因组结构变异研究越来越深入,源于线粒体的细胞核DNA序列,即NUMTs,以存在-缺失变异信息和“分子化石”特性代表进化史上独特的分子重组,在进化研究中发挥独特作用。项目申请人已对最新版本猪参考基因组绘制了NUMTs图谱,进一步利用各种属野猪和各品种家猪的NUMTs和常用遗传标记SNPs信息研究野猪间的遗传关系及其对家猪的遗传贡献,将有利于猪种质资源的科学保护和有效利用。
英文摘要
It is common knowledge that only ancient European wild boars (Sus scrofa) were domesticated into domestic pigs. However, fossil evidence and genomic information indicated that Eurasian wild boars might have hybridized with other suid species during the early period of population expansion, and domestic pigs might have hybridized with wild boars during the domestication. The complex process blurred the genetic relationship among wild boars within the family Suidae. It is unknown whether other wild boar species contributed to domestic pigs in addition to Eurasian wild boar. Therefore, analyzing the population differentiation and biological classification of various suid animals, and their genetic contributions to domestic pigs will quite help origin and domestication research. With lucubrating genomic structural variations, NUclear DNA sequences of MiTochondrial origin (NUMTs), as the unique molecular recombination, play a specific role in evolutionary research, because of the presence-absence mutation information and "molecular fossil" characteristics. The project applicant has drawn a genetic map of NUMTs based on the latest version of the pig reference genome. Further, this project plans to combine NUMTs and SNPs (common genetic markers) information from wild and domestic pigs within the family Suidae, to handle the genetic relationship among the wild boars, and to reveal their genetic contributions to domestic pigs. It is conducive to scientific conservation and sustainable use of pig germplasm resources.
普遍认为家猪源自原始欧亚野猪(Susscrofa),但化石证据和基因组研究表明,在早期群体扩张过程中,欧亚野猪可能曾与其他种属野猪杂交,并在家猪驯化过程中与野猪发生基因交流。这一复杂的演化过程使猪科各野猪种群的遗传关系模糊,也使除欧亚野猪外的其他种属野猪对家猪是否有遗传贡献仍不清晰。因此,本研究基于NCBI最新版猪参考基因组(Sscrofa11.1)系统检测猪基因组NUMTs序列,分析分布特征。研究发现Sscrofa11.1基因组中共包含513条高质量NUMTs,总长度达266,298bp,其分布受到染色体长度、序列特征及重复元件含量等因素影响,插入位置偏向富含逆转录转座子和简单重复序列的区域,揭示了猪NUMTs在基因组中的插入规律。基于NUMTs和SNPs数据构建欧亚家猪及相关野猪种群的进化关系,结果表明欧洲和亚洲猪种分别形成独立的进化分支,但部分亚洲家猪个体与亚洲野猪个体交叉分布,说明亚洲家猪在驯化过程中曾经历基因渗透,可能是野猪回交或长期遗传交流的结果。同时,还揭示亚洲猪群曾接收来自其他种属野猪的外源基因流,但基因流权重较低,表明亚洲猪群整体上仍保持较高的遗传独立性。进一步估算亚洲猪群从婆罗洲须猪(Sus barbatus)和鹿豚(Babyrousa babyrussa)接受的遗传贡献,结果表明约3.4%的亚洲猪基因组成分来源于婆罗洲须猪,约1.9%来自鹿豚,且统计结果均达到显著水平。这些基因交流可能与古代跨区域迁徙及环境适应相关,进一步支持家猪的多起源假说。研究表明NUMTs在解析猪种群的遗传交流、驯化历史及进化模式方面具有重要价值,不仅揭示亚洲家猪与野猪在演化过程中经历了复杂的遗传混合,还为家猪起源和基因流动提供了新的遗传证据。本研究结合NUMTs和SNPs数据,系统梳理猪种群的进化关系,解析不同种属野猪对家猪群体的遗传贡献,为家猪驯化及猪种质资源保护提供了重要科学依据,同时也深化了对猪的遗传多样性及驯化历史的理解。
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