农业生物技术学报

作者：李茜, 李妍, 石丽君, 高艳霞, 李秋凤, 孙东晓, 李建国

单位：1 河北农业大学 动物科技学院,保定 071001;2 河北省畜牧兽医研究所,保定 071000;3 河北农业大学 动物医学院,保定 071001;4 中国农业大学 动物科技学院,北京 100193

关键词：中国荷斯坦牛,果糖二磷酸酶2基因(FBP2),SNP,单倍型,产奶性状,关联分析,遗传效应,

基金：国家现代农业(奶牛)产业技术体系建设专项资金(CARS-36)、河北省科技计划项目(No. 16226604D)、国家自然科学基金(No. 31872330)和奶牛产业技术体系北京市创新团队(No. BAIC06-2018)

对产奶性状具有较大遗传效应的功能基因及突变位点的鉴定,可为奶牛(Bos taurus)标记辅助选择提供有价值的分子信息,进而提高准确性并加快遗传进展。转录组测序(RNA-seq)是当前人类(Homo sapiens)及动植物复杂性状关键基因鉴定的重要策略。作者前期研究利用高通量第二代测序技术对中国荷斯坦牛在干奶期(产前50 d)、泌乳初期(产后15 d)和泌乳高峰期(产后60 d)的肝脏组织进行了转录组测序,鉴定到40个产奶性状候选基因,其中果糖二磷酸酶2基因(fructose-bisphosphatase 2, FBP2)在不同泌乳阶段的表达量存在显著差异,该基因编码糖异生调控酶,参与碳水化合物前体到糖原的合成。本研究旨在进一步研究FBP2基因是否对中国荷斯坦牛产奶性状具有显著遗传效应。利用DNA混池PCR产物直接测序方法检测FBP2基因编码区全长及上下游各2 000 bp序列的潜在多态位点,并利用基质辅助激光吸附飞行时间质谱法(matrix-assisted laser adsorption time of flight mass spectrometry, MALDI-TOF-MS)对1 099头北京地区中国荷斯坦母牛进行个体基因型检测,进而基于混合动物模型,采用SAS 9.2软件分析多态位点与5个产奶性状的关联程度。共计发现FBP2基因有11个单核苷酸多态位点(single nucleotide polymorphisms, SNPs),其中5'调控区7个,3'调控区4个。单标记关联分析结果显示11个SNP位点均与乳蛋白量达到显著或极显著关联(P=0.0495~<0.0001);6个SNP位点同时与乳蛋白率达到显著或极显著关联(P=0.0434~0.0004);5个SNP位点同时与产奶量达到显著或极显著关联(P=0.018~0.007);1个SNP位点同时与乳脂量达到显著关联(P=0.0143);大部分SNP位点的加性效应或等位基因替代效应显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)。SNP位点间连锁不平衡程度(linkage disequilibrium, LD)计算结果显示：11个SNPs呈高度连锁(r2=0.48~0.99)并形成2个单倍型块。关联分析结果显示：单倍型块1与产奶量、乳脂率、乳脂量、乳蛋白率和乳脂率均显著或极显著关联(P=0.0413~<0.0001),单倍型块2与产奶量、乳脂量、乳蛋白率和乳蛋白量关联达到显著或极显著关联(P=0.0413~<0.0001),单倍型块1的H2、H3和单倍型块2的H2为优势单倍型,可分别提高产奶量、乳脂和乳蛋白。本研究结果表明,FBP2基因对中国荷斯坦牛产奶量和乳成分性状具有显著遗传效应,尤其对乳蛋白性状影响较大,为中国荷斯坦牛分子育种提供遗传标记信息。

来源：2019年第9期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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