拷贝数变异(Copy number variation,CNV)是一种重要的基因组结构变异,主要指从几kb到数个Mb范围内DNA的多态,包括片段插入、缺失、重复等,它是研究基因组进化和表型差异的重要因素。CNV最早在人类基因组上发现,近几年,在鼠、猪、牛等动物基因组上的研究也取得了明显成效。文章阐述了生物遗传变异的2种方式CNV和单核苷酸多态性,对CNV的形成机制和检测方法进行了分析,重点介绍了畜禽基因组CNV的研究现状,并就CNV未来的研究重点和需要解决的问题进行了展望。

本研究以台湾褐色菜鸭为试验动物，采用荧光定量ＰＣＲ技术，使用２－ΔΔＣｔ换算法对ＰＲＬＲ基因拷贝数进行定量，分析了其多态性与台湾褐色菜鸭生产性能的相关性．结果表明，ＰＲＬＲ和Ｌｄｈ－Ｂ标准曲线的Ｒ２分别为０．９９１和０．９９０，扩增效率分别为１１１．６８％和１０８．４２９％，斜率分别为－３．０７０和－３．１３５，ＰＲＬＲ和Ｌｄｈ－Ｂ的扩增效率近似一致，可通过２－ΔΔＣｔ方法对ＰＲＬＲ基因进行定量分析．在９４羽台湾褐色菜鸭的样品中共检测到５种拷贝数（１、２、３、４、５）变异类型，拷贝数变异与台湾褐色菜鸭的蛋壳厚度和蛋形指数显著相关（Ｐ＜０．０５），拷贝数为２的个体蛋壳厚度显著高于拷贝数为１和５的．．．

【背景】许多研究报道拷贝数变异（copy number variation, CNV）是一种长度在50 bp至5 Mb之间的缺失或插入，可以影响基因的表达，从而影响动物的生长发育特征，与畜禽重要经济性状有紧密的关联，是一种重要分子遗传标记之一。狮头鹅是世界体型最大鹅种之一，原产地为广东饶平，为广东卤鹅的原材料。但是，至今还没有关于狮头鹅CNV与体重体尺的全基因组关联研究报道。【目的】通过二代基因组测序数据鉴别狮头鹅的CNV和拷贝数变异区域（copy number variation region, CNVR）在基因组上分布情况，通过CNV与体重体尺性状的关联分析，挖掘显著影响体重体尺的CNV及候选基因，为狮头鹅后续的分子育种研究提供参考。【方法】试验共收集了来自汕头市白沙禽畜原种研究所的111只狮头鹅，其中公鹅20只，母鹅91只。所有鹅均采用统一标准饲养管理。对111只鹅进行体重体尺测定，体尺性状包括体斜长、胸深、胸宽等9个指标。本试验对111只鹅进行体重体尺测定和二代基因组测序（5×）。测序数据利用SOAPnuke进行质控，软件Speedseq中的BWA模块进行序列比对，采用Speedseq中的LUMPY和CNVnator模块检测结构变异（structure variation,SV），从SV中筛选CNV。本试验用软件SVtools对CNV进行基因分型，然后采用单标记混合模型开展分型CNV与体重体尺的关联分析。采用染色体显著性水平（即0.05/染色体CNV数目）作为定义与性状显著关联CNV的阈值，对显著CNV位点及上下游50 kb进行基因注释，找到影响狮头鹅体重体尺关联的候选基因。用R包CNVrd2对物理距离小于1 Mb的染色体水平显著CNV和染色体水平显著SNP做连锁不平衡（linkage disequilibrium,LD）分析。【结果】对于111只狮头鹅，共检测出99 158个CNV，其中缺失型94 560个，重复型4 598个，CNV平均长度11 858 bp,大部分（74.06%）CNV长度位于50—1 000 bp区间。CNVR共5 225个，包括缺失型5 029个，重复型110个和混合型86个，CNVR平均长度为7 136 bp,大部分（81.03%）CNVR长度位于50—1 000 bp区间。功能注释发现46.92%CNVR位于基因间区域，10.30%位于基因上游，9.35%位于基因下游。准确进行基因分型的CNV有6 217个，通过10个体重体尺性状与这些CNV关联分析，共检测55个染色体显著性水平的CNV位点，注释到45个候选基因。在45个候选基因中，发现SETD2、UBR7、G2E3等10个基因同时影响两个及两个以上性状。染色体水平显著CNV独立于染色体水平显著SNP影响体重体尺性状（r2<0.02）。【结论】通过二代基因组测序首次报道狮头鹅基因组CNV和CNVR分布及CNV和体重体尺关联的情况。本试验共发现影响体重体尺的45个候选基因，其中11个已被报道与畜禽生长信号通路有关，分别是SETD2、UBR7、ASB1和HDAC4参与肌肉的增殖、分化和代谢；G2E3、P3C2B、NOVA1和PDE1B参与脂肪生成和肥胖；ILKAP与调节生长因子有关；KIF1B参与骨代谢；ZFP37参与糖原代谢。这些为后续狮头鹅生长性能的分子遗传机制解析和分子标记挖掘奠定基础。

全基因组关联分析(genome-wide association studies,GWAS)是近几年发展起来的一种复杂性状研究的新方法。在过去几年中,国内外不少研究者对畜禽的重要经济性状、遗传缺陷性疾病、复杂疾病的抗性、品种的某些特征等性状开展了GWAS。这些研究不仅大大丰富了畜禽标记辅助选择中可利用的分子标记,而且为这些性状分子机理的探索研究提供了重要线索。本文对国内外畜禽GWAS中所用的群体、主要分析方法和研究结果进行综述,并对GWAS的研究应用做一展望,以期为进一步利用GWAS进行畜禽各种性状遗传基础的研究提供参考。

长纯合片段(runs of homozygosity, ROH)是在个体和群体中常见的连续性纯合片段,是亲代将同源相同的单倍型遗传给同一个后代而形成的。ROH蕴藏着种群丰富的遗传信息,这使ROH成为一种有用的工具,可以提供关于种群是如何随着时间的演变而变化的信息。ROH也可以用于估计个体间遗传关系,有助于将近亲交配率降至最低,还可以暴露基因组中有害的变异。ROH在基因组中的大小、分布和频率受到自然选择和人工选择、重组、连锁不平衡、群体历史、突变率和近交水平等诸多因素的影响。近年来,随着高通量基因分型技术的使用以及二代测序成本的降低,畜禽育种已经进入基因组时代。对优秀种畜禽的选择强度大大提高,这在改善畜禽生产性能的同时不可避免地会造成动物的近交,从而导致近交衰退。根据ROH的分子信息能更准确地估计纯合性并可以检测过去和最近的近亲交配情况。基于ROH计算近交系数(FROH)反映的是个体的真实近交系数,即为实现的近交系数,而系谱近交系数FPED得到的是期望值。FROH在缺乏系谱信息的情况下,也可以用来推断一个群体的历史和近亲交配水平的信息。选择会改变优良畜禽的表型,并重塑了基因组不同区域的ROH模式。此外,选择增加了目标位点周围的纯合性,有害的变异被认为更频繁地出现在ROH区域,可以通过ROH检测,降低复杂疾病发生的风险。经过长期选择,品种内同群个体相同ROH在基因组中高频出现,产生ROH岛。研究证实了ROH和正在选择的基因组区域之间具有相关性。在实际应用中,可以通过生物信息的方法在ROH岛注释到ROH区域与经济性状相关的基因。此外,ROH也为评估畜禽遗传多样性提供了新的视角,对群体进行全基因组ROH检测,剖析每个群体的遗传结构,并利用FROH对当前育种计划中近交的影响进行评估,来调整育种方案,保护品种的遗传多样性。ROH已逐渐成为探究群体历史结构、评估近交水平、鉴定候选基因方面的重要指标。识别ROH主要有观察基因型计数法和基于模型分析两种方法。常用的检测软件有PLINK、GERMLINE、BEAGLE、GARLIC等。在实际应用中,PLINK是最常用的ROH检测工具。在畜禽中,由于牛的SNP芯片推出最早,因此最先开展ROH研究的是牛的群体,牛的ROH研究数量最多、最深入。目前,在猪、羊、鸡等畜禽中关于ROH的研究也逐渐增多。文章主要综述了ROH形成的原理和检测方法,以及在畜禽中的研究进展,以期为畜禽的遗传育种提供参考。

品种选育在畜禽育种中占十分重要的地位,基因组选择作为畜禽育种的新兴技术手段而备受关注。其优点为可以缩短世代间隔,加快遗传进展,可以不依赖于表型进行选择。2001年,Meuwisen提出基因组选择的概念后,基因组选择首先应用于奶牛育种,至2014年8月,国际公牛组织已有34个成员国在其国家奶牛育种群中应用基因组选择。随着基因组选择的不断推广应用,提高基因组育种值估计准确性的问题有待于解决,当前对基因组选择方法的研究和探讨正在不断深入,有效的模型及算法对提高基因组育种值估计的准确性具有重大现实意义。至今已有17种贝叶斯方法相继被提出,本文简要介绍了基因组选择中的经典Bayes A和Bayes B方...

甘露糖受体C1型基因(mannose receptor C-type 1， MRC1)是C型凝集素超家族的成员之一，其编码的甘露糖受体是一种模式识别受体，在先天免疫反应中发挥关键作用。MRC1基因在哺乳动物免疫反应中的作用被广泛研究，但在鱼类中的研究较少。近年来，随着高密度集约化养殖模式的发展，由病原微生物引发的疾病频繁暴发，其中嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)是常见的致病菌之一。本研究首次在鲤(Cyprinus carpio)全基因组范围鉴定MRC1基因，共发现11个基因拷贝，并进行了功能域预测、共线性分析、多序列比对和系统进化分析，结果表明MRC1基因在物种进化过程中保守程度较高。拷贝数比较分析发现，MRC1基因在不同物种中表现出不同程度的多拷贝现象，在多数鱼类中发现2个拷贝，而在鲤中发现多达11个拷贝。同时，比较了各拷贝在健康鲤脑、肌肉、肝脏和脾脏组织中的表达情况，发现在免疫相关组织脾脏中的表达量相对高于其他组织。进一步对感染嗜水气单胞菌4、12、24 h后在鲤脾脏中的表达进行差异比较分析，发现不同拷贝的表达特征各有差异，其中，HHLG13g0734在感染嗜水气单胞菌4 h后表达显著上调，HHLG13g0734在感染24 h后表现出极显著上调，HHLG3g0497在整个感染过程中表达显著下调，表明鲤MRC1基因只有部分拷贝保留了免疫相关功能及参与机体的免疫反应。本研究结果有助于进一步了解鲤MRC1基因在抵抗嗜水气单胞菌感染过程中发挥的免疫功能，并为分子选育抗病新品系提供一定的数据基础。

为鉴定抗除草剂转基因大豆新品种‘GE-J12’的外源基因插入拷贝数,以该转化体的外源插入目的基因G2-EPSPS和GAT的序列、3′转化体特异性序列为靶序列,设计PCR扩增引物和TaqMan探针,并对引物探针特异性进行鉴定,同时以大豆内标基因Lectin为参照,建立微滴数字PCR拷贝数检测体系。特异性试验结果显示,只有以抗除草剂转基因大豆‘GE-J12’基因组DNA为模板才有扩增信号。以单株转基因大豆‘GE-J12’基因组DNA为模板,进行外源目的基因G2-EPSPS和GAT、3′转化体特异性序列的微滴数字PCR检测,转基因大豆‘GE-J12’的外源目的基因G2-EPSPS和GAT在基因组上的插入拷贝数均值分别为0.99和1.01。同时3′转化体特异性序列的拷贝数均值为1.00,验证单株转基因大豆‘GE-J12’为纯合子,因此鉴定该单株转基因大豆‘GE-J12’的外源基因在大豆基因组上为单拷贝插入,同时与Southern blot方法进行比较,结果一致。

为了解转基因家蚕在杂交转育和累代选育过程中,外源基因在基因组上的整合位点和拷贝数变化情况,通过反向PCR和southern杂交,测定外源基因在杂交一代和三代品系的拷贝数与插入位点。反向PCR结果显示,所有样品均只扩增出一条片段,且大小一致。对扩增片段进行克隆测序和比对发现,外源基因均系插入同一位点,位于24号染色体。Southern blotting试验结果表明各试验样品均得到了较好的一条杂交信号,而对照没有杂交信号,说明外源基因在各个样品中均系单拷贝插入,而且插入的位置没有随着转育和传代培养而发生变化。研究结果表明外源基因可稳定遗传,将此转基因材料与常规品种材料进行杂交,选育优良家蚕品种的方...

基于微滴式数字PCR(Droplet digital PCR,ddPCR)平台,以转基因玉米为例,建立了转基因作物(Genetically modified crops,GM crops)外源基因拷贝数分析方法,对待测样品进行了快速鉴定,并从T_0转基因玉米株系中鉴定出多个单拷贝单株。对该方法与实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR,qRT-PCR)方法在分析结果的准确性方面进行了比较,从试验数据可以看出,2种检测方法的结果比较一致,单拷贝检测结果高度一致;但是ddPCR

【目的】探索中间锦鸡儿基因组中FAD2基因的拷贝数,分析不同拷贝的表达模式,以期揭示不同拷贝在植物体内的功能分工。【方法】根据中间锦鸡儿(Caragana intermedia)FAD2基因的保守序列设计1对引物SF和SR,利用该引物对PCR扩增制备114 bp的Southern检测探针,探针进行地高辛标记后,采用罗氏Southern杂交试剂盒进行Southern检测。根据中间锦鸡儿3个FAD2基因各自的特异差异序列,分别设计定量PCR引物序列,以actin基因为内参,对中间锦鸡儿的根、茎、叶及不同发育时期(发芽15,25,35 d)种子的cDNA进行定量PCR分析。【结果】中间锦鸡儿FAD2...

以转基因马铃薯株系为材料，采用Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ＰＣＲ方法，以ＳＹＢＲ ＧＲｅｅｎ ｉ为荧光染料，以马铃薯块茎贮藏蛋白基因（Ｐａｔａｔｉｎ）作为内参基因，以植物表达载体上的潮霉素抗性基因（ＨＰｔ）为筛选标记基因，建立目的基因Ｃｔ值与起始模版的相关性标准曲线，通过实时荧光定量ＰＣＲ分别获得每个样品中内参基因和外源基因的Ｃｔ值，根据Ｐｆａｆｆｌ法计算获得了ｔ－Ｄｎａ在转基因马铃薯中的拷贝数，且与ＳｏｕｔＨｅＲｎ Ｂｌｏｔ方法进行了比较，并结合田间农艺性状，分析了外源基因拷贝数马铃薯株高及薯块产量的影响。结果表明，内参基因和外源基因标准曲线的相关系数分别为Ｒ２＝０．９９６、Ｒ２＝０．９９５和Ｒ２＝．．．

为了探讨刀鲚２种不同生活史种群的遗传结构差异以及成因，本研究利用分子克隆及转座子展示技术，从刀鲚基因组中分离、鉴定出一类新的、命名为Ｃｎ－ＴＣ１的转座子。该转座子全长１８９６ ｂｐ，为鳀科鱼类第一类被挖掘的ＴＣ１转座子。Ｃｎ－ＴＣ１自身包含另一个长度为１０４０ ｂｐ的类ＴＣ１，表明Ｃｎ－ＴＣ１在基因组内的转座经历过多次迸发。Ｃｎ－ＴＣ１的５’和３’末端反向重复序列长度分别为６４和８３ ｂｐ，转座插入位点具有＂ＴＡＴＡ＂基序。预测的Ｃｎ－ＴＣ１转座酶具有与ＤｎＡ结合的保守结构，提示其仍具有转座潜能。Ｃｎ－ＴＣ１插入位点侧翼序列的ＧＣ含量呈不均匀分布，均值低于ＡＴ含量。运用荧光定量ｐＣＲ方法，估算．．．

为测定爱德华氏菌(Edwardsiella ictaluri)隐蔽质粒的拷贝数,并探究不同基因组制备方式及定量策略对质粒拷贝数测定的影响,分别采用试剂盒和水煮法制备爱德华氏菌基因组,通过绝对定量和相对定量PCR测定两种不同总DNA制备方式下的隐蔽质粒拷贝数,同时测定试剂盒对染色体DNA和质粒DNA的回收率。结果显示,以试剂盒提取的总DNA测得的pEI1和p EI2拷贝数绝对定量和相对定量分别为3.63±0.30、5.04±0.18和4.22±0.15、5.13±0.50,显著低于以水煮法测得的pEI1和p EI2拷贝数的绝对定量11.84±0.80、11.70±0.25和相对定量13.85±1.64、11.90±0.97。回收率结果显示,试剂盒对染色体DNA的回收率(45.8±4.1)%,显著高于对质粒pEII的回收率(25.1±0.5)%和pEI2的回收率(31.3±1.7)%。结果表明:通过实时定量PCR测定爱德华氏菌隐蔽质粒的拷贝数时,基因组的制备以水煮法为宜,爱德华氏菌隐蔽质粒pEI1和pEI2均属于中拷贝质粒。

【目的】本研究是从前期获得的100余份转基因抗除草剂草甘膦玉米品系中,挑选T抗-1等14个转基因玉米品系进行拷贝数检测。【方法】采用一种新型的拷贝数分析方法——微滴数字PCR技术(droplet digital PCR,简称dd PCR),设计特异引物对外源抗草甘膦基因2m G2-epsps进行绝对定量分析。【结果】供试的14份转基因材料中10份是单拷贝品系。同时,通过引物探针特异性试验、叶片基因组DNA的PCR抑制和浓度检测、转基因玉米的外源基因2m G2-epsps的实时PCR检测和基因组DNA的酶切