水牛重要经济性状基因组学与功能基因组学研究
批准号：
U20A2051
项目类别：
联合基金项目
资助金额：
260.0 万元
负责人：
刘庆友
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：
刘庆友
项目摘要
结项摘要
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中文摘要
水牛是我国南方重要的乳肉役兼用型大家畜，多组学研究可解析其重要经济性状的遗传基础，加快遗传进展。本研究在获得雌水牛基因组基础上，对雄水牛进行全基因组组装，通过单精子测序分析基因组重组热点，构建单体型图和遗传图谱。在对30个地方水牛品系基因组重测序基础上，对高产奶量和低产奶量水牛群体进行基因组重测序，发掘SNPs、CNV、ROH和AIMs位点信息，结合转录组学和蛋白质组学数据，筛选水牛产奶性状的致因基因。对广西地方水牛、河流型水牛和F1杂交水牛进行泛转录组测序，发掘F1的ASEs基因，针对水牛肉质性状和泌乳性状通过多组学联合分析(Hi-C+ATAC-seq+CUT/CHIP-seq+RNA-seq)，构建水牛肉用性状和泌乳性状的甲基化-调控元件-DNA-RNA多元网络“全景图”。全面解析水牛重要经济性状的遗传基础，为培育产奶量高、个体大且性格温顺的水牛育种新材料奠定基础。
英文摘要
Buffalo is an important dairy and meat animal in southern China. Multi-omics research can analyze the genetic basis of its important economic traits and accelerate genetic progress. In this study, on the basis of obtaining the female buffalo genome, the whole genome of the male buffalo will be assembled, and the genomic recombination hot spots were analyzed by single sperm sequencing to construct a haplotype map and genetic map. On the basis of re-sequencing the genomes of 30 local buffalo strains, re-sequencing genomics of buffalo populations with high and low milk yields, excavating SNPs, CNV, ROH and AIMs loci information, combined with transcriptomics and proteomics data screening buffalo milk production traits genes. Pan-transcriptome sequencing of Guangxi local swamp buffalo, river buffalo and F1 hybrid buffalo was carried out to discover the ASEs gene of F1, and combined analysis of multi-omics (Hi-C+ATAC-seq+CUT/CHIP-seq+RNA-seq) for buffalo meat quality traits and milk production to construct a "panoramic view" of methylation-regulatory elements-DNA-RNA multiplex networks. Comprehensive analysis of the genetic basis of important economic traits of buffaloes will lay the foundation for generation of novel buffalo breeding with high milk production, large individuals and docile personality.
水牛是我国南方重要的乳肉役兼用型大家畜，水牛奶是近年来持续增长的高端特色奶，多组学研究可系统解析水牛重要经济性状的遗传基础，加快建立基因组精准设计育种技术和群体遗传进展。项目构建了沼泽型公水牛的染色体级别的基因组，基因组contigs N50达到72.2 Mb，并首次组装了水牛的Y染色体总长度为17.2 Mb。对同一头公牛分离了100个精子进行了单精子基因组测序分析，在全基因组水平发掘了基因组重组热点，成功构建了水牛单体型图和遗传图谱，相关结果发表在《GigaScience》等杂志。通过对水牛肉质性状和泌乳性状通过多组学联合分析(Hi-C+ATAC-seq+CHIP-seq+RNA-seq)，成功的构建了水牛肉用性状和泌乳性状的调控元件-DNA-RNA 多元网络“全景图”，相关结果发表在《Advance Science》等杂志上。项目完成了1443头奶水牛基因组重测序，分析获得11,773,341个遗传多态位点，建立了奶水牛GBLUP-WGS全基因组选择育种模型，准确性高于基于谱系的BLUP，提高了约51.2%，加快了遗传进展。在国际上首次构建水牛消化道微生物宏基因组、宏病毒组数据集，系统探讨了微生物种属对水牛重要经济性状的影响，相关成果发表在《Nature Communications》、《Microbiome》等杂志，为阐明水牛耐粗饲养形成的分子机制、开发精准水牛营养模式奠定了良好的基础。项目培养了第四届国家畜禽遗传资源委员会牛委员2名（刘庆友、尚江华），培养“亚非拉青年杰出专家”1名(Ahmed Amin博士)。培养出站博士后3名，在站博士后3名，培养博士毕业研究生5名，硕士毕业研究生8名。在国内外重要学术刊物发表研究论文27篇，申请相关专利4项，应邀在亚洲水牛大会和动物遗传育种大会等国内外学术交流做报告5个。项目成果提升了我国水牛基因组相关研究的国际影响力，为系统解析水牛重要经济性状的遗传基础，建立全基因组精准设计育种技术，培育高产奶量水牛育种新材料奠定了基础。
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