小麦耐低磷相关性状的全基因组关联分析

通过对小麦耐低磷相关性状进行全基因组关联分析(GWAS,genome-wide association study),挖掘与小麦耐低磷性显著相关的单核苷酸多态性标记(SNP,single nucleotide polymorphism)位点及候选基因,为小麦耐低磷性状的遗传基础和分子机制研究提供理论参考。本试验以198份黄淮麦区小麦品种(系)为试验材料,设置低磷和正常磷营养液水培试验,利用小麦35K芯片对分布于小麦全基因组的11896个SNP,采用Q+K关联模型对小麦耐低磷性相关性状进行关联分析。结果表明,小麦耐低磷性状表现出广泛的表型变异,变异系数为15.65%~26.59%,多态性信息含量(PIC,polymorphic information content)为0.095~0.500。群体结构分析表明,试验所用自然群体可分为2个亚群,GWAS共检测到67个与小麦耐低磷相关性状显著关联的SNP位点(P≤0.001),这些位点分布在除3A、3B和3D以外的18条染色体上,单个SNP位点可解释5.826%~9.552%的表型变异。在这些显著位点中有4个SNP位点同时关联到了2个不同的耐低磷性状。对67个SNP位点进行发掘,筛选到7个可能与小麦耐低磷性有关的候选基因。TraesCS6A02G001000和TraesCS6A02G001100在锌指合成中有重要作用;TraesCS6A02G118100可能为低磷胁迫诱导基因;TraesCS5D02G536400、TraesCS1B02G154200和TraesCS5D02G536500与低磷胁迫相关酶类基因家族有关;TraesCS1D02G231200与植物DUF 538结构域蛋白有关,是植物胁迫相关调控蛋白候选基因。     

普通小麦根系建成相关性状的全基因组关联分析

根系建成(RSA,Root system architecture)决定根系系统的构成,在作物生长发育过程中起着不可替代的作用。解析小麦根系建成遗传机制、选育具有较好根系建成的品种对于小麦高产、抗逆育种具有十分重要的意义。全基因组关联分析(GWAS)是解析小麦复杂数量遗传性状遗传机制的有效方法。本研究基于全基因组关联分析方法,发掘根系建成相关性状关联位点,以期为小麦根系建成分子育种提供参考。对160份来自于河南和山东等地的小麦品种根系建成相关性状(总根长、总根表面积、总根体积、平均根直径和根尖数)进行统计评价,并结合660K SNP芯片数据进行全基因组关联分析。检测到23个关联位点,分布于1A、2A、2B、3B、4A、5A、5B、5D、6A、6B和7B染色体上,解释7.2%～12.8%的表型变异。其中,11个位点与已报道的位点一致,其他12个位点为新的位点。本研究对于解析根系建成遗传机制,选育高产、抗逆小麦品种具有重要意义。     

小麦芒基因定位及其与农艺性状的相关性分析

芒是位于植物穗上的针状结构,广泛存在于禾本科作物水稻、小麦、高粱和大麦中,不同作物芒的结构存在差异.小麦中,芒对提高穗光合效率和产量、防鸟、抗虫及抗逆有重要作用.前人已经对抑制小麦芒发育的主要基因进行了定位和遗传分析,4个主效基因中仅有B1(Tipped1)基因被克隆.本研究基于人工群体云南3号和偃展1号BC3F6群体...     

MTNR1A基因对大白猪和长白猪产仔数的影响

根据MTNR1A基因在GenBank中的已知DNA序列设计了2对引物,采用PCR-SSCP技术在一个大白猪和长白猪群体中进行单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism, SNP）检测,发现了一个SNP位点,并对其不同基因型个体PCR回收产物进行测序。测序结果发现该SNP是由于在+159碱基处（GenBank中序列）发生了G→A的同义突变而引起的。并对该SNP与产仔数进行了关联分析,结果表明该SNP对产仔数有影响。     

小麦根部耐盐性状全基因组关联分析

为了解小麦耐盐相关性状的遗传机理,挖掘与小麦耐盐性显著相关的SNP位点及候选基因,本研究利用浓度200 mmol/L的NaCl溶液和正常营养液对全国300份小麦品种(系)进行耐盐性试验,并利用小麦90 K芯片对分布于小麦全基因组的16650个SNP,采用Q+K关联混合模型对小麦最长根长、根干重、根鲜重、根平均直径、根尖...     

SNP与Hbb基因多态性的关联性

目的从单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）水平探索小鼠生化标记基因Hbb多态性的形成机理。方法从DNA、RNA和蛋白多肽3个方面分析研究Hbb基因的多态性。结果基因组DNA中有4个SNP位点与Hbbd/s多态性相关：分别为外显子1中的2个T（G）,外显子2中的G（A）和外显子3中的A（G）;RNA水平有4个SNP位点与Hbbd/s多态性相关：分别对应为外显子1中的2个T（G）,外显子2中的G（A）和外显子3中的A（G）;蛋白多肽水平第13、20和139位氨基酸残基,即Cys/Gly、Ser/Ala和Thr/Ala间的转换与Hbb/s多态性相关,分别对应于外显子1中的2个T（G）和外显子3中的A（G）。结论第13、20和139位氨基酸残基,即Cys/Gly、Ser/Ala和Thr/Ala间的转换可能是Hbbd/s多态性的形成原因。     

普通小麦小穗粒数性状全基因组关联分析

为发掘小麦小穗粒数相关基因位点,以384个重要小麦品种（系）组成的自然群体为材料,利用3个环境获得的表型和55K SNP芯片分型数据进行全基因组关联分析。结果发现,142个SNP和小穗粒数显著关联,解释的表型变异范围为3.27%～6.09%。有8个SNP在2或3个环境下与小穗粒数显著关联,其中AX-109986855、AX-109875224和AX-109843323位于2D染色体523.12～526.25 Mb区段,AX-111054388和AX-110671159在2B染色体上物理距离仅0.62 Mb。这8个SNP位点中,每个SNP的2个等位变异在3个环境的小穗粒数均达到显著水平（P<0.01）,例如,2D染色体上AX-109843323位点G/G等位变异在3个环境的平均小穗粒数分别比C/C等位变异增加0.32、0.37和0.39粒。8个SNP位点的优异等位变异在供试材料的分布比例为5.20%～76.80%,其中7个优异等位变异的分布频率低于45.00%。进一步分析小穗粒数优异等位变异对穗粒数的影响,发现8个SNP位点具有优异等位变异的材料穗粒数（48.45～53.61粒）明...     

小麦钙网蛋白基因TaCRT-A多态性及其定位

以苗期抗旱性不同的37份六倍体普通小麦(AABBDD)、3份A基因组材料(AA)和3份四倍体小麦(AABB)为材料,通过直接测序法检测TaCRT-A基因的单核苷酸多态性,分析该基因多态性与小麦苗期抗旱性的关系,并进行遗传定位.结果表明:TaCRT-A基因DNA长度为3887 bp,在总长度为167141 bp的核苷酸序列中共检测到202个核苷酸变异位点,其中包括165个SNP和37个InDel,二者出现的频率分别为1/1013 bp和1/4517 bp.编码区的核苷酸多样性π值小于非编码区,编码区所承受的选择压力较大.43份试材可分为14种单倍型,其中H1、H2和H13分别含有普通小麦二倍体野生近缘种A基因组供体种的1份材料,H6、H7分别包含抗旱性极强的1份材料,H8包含四倍体波斯小麦并同时包含抗旱材料与干旱敏感材料,H11主要包括强抗旱材料与中等抗旱材料;虽然TaCRT受水分胁迫诱导表达,但TaCRT-A基因的结构多态性分析未能揭示其多态性与小麦苗期抗旱性之间的直接关系;利用RIL群体(Opata 85 ×W7984)将该基因定位于3A染色体标记Xmwg30～Xmwg570之间,遗传距离分别为10.5 cM和49.6 cM.     

鸡Apo-AI基因g.-163 A>T单核苷酸多态性的功能性分析

鸡Apo-AI基因g.-163 A>T单核苷酸多态性(SNP)与鸡腹脂重和腹脂率显著相关. 生物信息分析显示,该SNP位于鸡Apo AI基因转录起始位点,提示它可能是一个功能性SNP. 为确定该SNP的功能性, 本研究分别构建了含该SNP位点A和T等位基因的启动子报告基因载体,分别在DF1细胞和HepG2细胞中比较这2个等位基因对鸡Apo AI基因启动子活性的影响. 研究发现,T等位基因的启动子报告基因活性及报告基因mRNA表达水平均显著高于A等位基因（P<0.05）,表明该SNP影响基因表达,是1个功能性SNP. 本研究结果提示,鸡Apo-AI基因g.-163 A>T有望作为优质鸡育种的功能性分子标记.     

小鼠SNP与Car2、Gpi1基因多态性的关联性

目的研究单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)与小鼠生化标记基因Car2、Gpi1多态性间的关联性。方法从DNA、cDNA和蛋白多肽3个方面分析研究Car2与Gpi1基因的多态性。结果 Car2基因DNA和cDNA中有3个SNP与Car2a/b多态性相关,分别为外显子2中的C(T)、G(C)和外显子7中的A(G);蛋白多肽中发现第38位Gln/His与Car2a/b多态性相关,对应于外显子2中的G(C)。Gpi1基因DNA中没有发现与Gpi1a/b多态性相关的SNP;cDNA水平有2个SNP与Gpi1a/b多态性相关,分别为外显子9中的T(C)和18中的A(G);蛋白多肽中发现第247位Phe/Leu与Gpi1a/b多态性相关,对应于外显子9中的T(C)。结论 Gln/His(38)、Phe/Leu(247)间的转换可能分别是近交系小鼠形成Car2a/b,Gpi1a/b多态性的原因。     

共济失调蛋白2结合蛋白1基因多态性与奥氮平所致体重增加的关联研究

目的:既往研究表明,共济失调蛋白2结合蛋白1(A2BP1)基因多态性可能与精神分裂症、孤独症及肥胖等复杂疾病关联,但目前尚无相关文献提示A2BP1基因多态性与抗精神病药所致体重增加的关联.本研究拟探讨A2BP1基因多态性与奥氮平治疗精神分裂症所致体重增加的关联.方法:本研究共入组350例精神分裂症患者,其中完成奥氮平(治疗剂量5～20 mg/d)治疗8周者为328例.采用阳性与阴性症状量表(PANSS)减分率评估药物疗效;分别于治疗前和治疗8周后测量并记录患者的清晨空腹体重并计算治疗前后体重增加率(％).提取患者外周血DNA,采用DNA测序基因分析方法,在328例汉族精神分裂症患者中,检测A2BP1基因4个单核苷酸多态性(SNP)位点(rs8048076,rs1478697,rs10500331,rs4786847)的基因型,并采用数量性状位点分析方法(QTL)探索A2BP1基因多态性与奥氮平治疗所致体重增加率的关联.结果:A2BP1基因rs8048076 (T=3.237;P=0.0012)及rs1478697 (T=2.956;P=0.0032)位点与奥氮平治疗精神分裂症8周后所致体重增加率关联(P＜0.05),经多重检验Bonferroni校正后仍有统计学意义;而rs10500331 (T=-0.293;P=0.769)与rs4786847(T=0.666; P=-0.505)在本样本中与奥氮平所致体重增加的关联无统计学意义(P＞0.05).结论:本研究结果提示在中国汉族人群中,A2BP1基因多态性可能与奥氮平治疗精神分裂症患者所致体重增加副反应关联,如能进一步验证及机制探索,则有望在精神科个体化治疗方面对药物所致体重增加的预测与防治提供线索依据.     

水稻糯性相关基因的全基因组关联分析

利用1 090 071个SNP标记, 对419份广西地方稻种资源核心种质的糯性进行全基因组关联分析。结果表明, 运用混合线性模型, 在P<4.72×10^-8 (4.72E-8)水平下, 检测到45个与糯性显著关联的SNP位点, 均位于第6号染色体上。通过筛选显著关联位点上、下游各150 kb区域内的基因, 共找到305个候选基因, 其中包含2个与淀粉合成酶相关的Wx和SSIIa基因; 同时在第6号染色体5.69-5.89 Mb区域发现4个与糯性显著关联的SNP位点, 该区域可能是影响水稻(Oryza sativa)糯性的重要候选区域。     

基因水平的关联分析方法

全基因组关联研究(Genome wide association study, GWAS)已经在国内外的医学遗传学研究中得到广泛应用, 但是GWAS数据中所蕴含的与多基因复杂性状疾病机制相关的丰富信息尚未得到深度挖掘。近年来, 研究者采用生物网络分析和生物通路分析等生物信息学和生物统计学手段分析GWAS数据, 并探索潜在的疾病机制。生物网络分析和生物通路分析主要是以基因为单位进行的, 因此必须在分析前将基因上全部或者部分单个单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism, SNP)的遗传关联结果综合起来, 即基因水平的关联分析。基因水平的关联分析需要考虑单个SNP的遗传关联、基因上SNP数量和SNP之间的连锁不平衡结构等多种因素, 因此不仅在遗传学的概念上也在统计方法方面具有一定的复杂性和挑战性。文章对基因水平的关联分析的研究进展、原理和应用进行了综述。     

鸡6个功能基因microRNA靶标区域SNP的生物信息学预测

GDF-8、IGF-I,IGF-III、IGF2R、,IGFBP2和GHR是鸡的重要经济性状候选基因.利用miRanda和Targetscan软件预测6个基因3'UTR潜在的microRNA靶标,并发掘靶标区域SNP位点.结果表明:在6个基因的26个microRNA靶标区域,共检测到125个SNP位点,在靶标及其5'和3'邻接等长侧翼区分别检测到47个,44个和35个SNPs位点,其中12个SNP定位于靶标种子序列互补区.种子序列互补区及其3'侧翼区的SNP位点可能会影响microRNA的调控,导致家禽的表型变异.     

水旱处理下小麦叶绿素相对含量全基因组关联分析

叶绿素相对含量的高低决定了光合作用效率的强弱.为探究影响小麦叶绿素相对含量的遗传机理,挖掘与小麦叶绿素相对含量显著相关的SNP位点以及候选基因,本研究对119份冬小麦品种(系)开花期和灌浆期水旱处理下的叶绿素相对含量进行了测定,结合50K芯片,采用Q+K模型对水旱2种处理下小麦叶绿素相对含量进行全基因组关联分析.研究结...     

鸡IGFBP2基因3′UTR区1196C>A单核苷酸多态性的功能性鉴定及分析

鸡IGFBP2基因3′非编码区(3′UTR)1196CA单核苷酸多态性(SNP)与鸡的腹脂重和腹脂率显著相关.生物信息学分析显示,该SNP恰好位于gga-mi R-456-3p的一个潜在靶基因结合位点处,提示IGFBP2基因可能是gga-mi R-456-3p的一个靶基因,且该SNP位点可能影响gga-mi R-456-3p对IGFBP2基因表达的调控作用.为鉴定SNP 1196CA是否为功能性SNP,本研究分别构建了包含该SNP位点C或A等位基因的双荧光素酶报告基因载体,比较分析这两个等位基因在鸡胚成纤维细胞系(DF1)和鸡前脂肪细胞中对报告基因活性和表达的影响;利用mi RNA mimics和inhibitor分析gga-mi R-456-3p对不同等位基因报告基因活性以及内源性IGFBP2表达的影响.结果发现,在DF1细胞和鸡前脂肪细胞中,A等位基因的报告基因活性和表达均显著高于C等位基因(P0.05);gga-mi R-456-3p仅影响C等位基因的报告基因活性和表达,而对A等位基因的报告基因活性没有明显影响;gga-mi R-456-3p调控细胞内源性IGFBP2基因的m RNA和蛋白质表达.本研究证实IGFBP2基因是gga-mi R-456-3p的靶基因,其3′UTR区SNP 1196CA是一个功能性SNP,它影响gga-mi R-456-3p对鸡IGFBP2基因的表达调控作用.本研究结果对于鸡的分子辅助选择育种及IGFBP2基因在脂肪沉积中调控机制的阐明具有重要意义.     

辽宁绒山羊IGF-Ⅰ基因5＇调控区多态性与产绒性状相关

根据表型性状选取少量辽宁绒山羊个体,直接进行类胰岛素生长因子-Ⅰ（IGF-Ⅰ）基因5＇调控区克隆测序以确定单核苷酸多态（SNP）位点,共发现4个SNPs,分别是G→C（388bp）、A→G（668bp）、A→C（719bp）、G→A（752bp）的突变,导致5＇调控区305～800bp中比野生型个体减少一个CdxA转录因子结合位点,但C/EBP的值（89.2）高于野生型（88.5）.然后通过引入错配碱基创造酶切位点技术和多聚酶链反应-限制性片段长度多态性（PCR-RFLP）方法,对520只辽宁绒山羊进行基因型检测,结果表明,每个SNP位点在本群体中都有AA（野生型）、AB和BB（突变型）三种基因型,且4个SNPs位点共有13种单倍型组合.将不同SNP的基因型及单倍型组合与绒产量、绒纤维细度和绒纤维长度进行关联分析发现,SNP2位点的AA基因型绒纤维细度极显著低于AB型和BB型（P〈0.01）,而SNP4位点AA基因型产绒量显著高于AB型和BB型（P〈0.05）,单倍型组合H7H7与产绒量和绒纤维细度均有显著相关（P〈0.05）.IGF-Ⅰ基因可能是影响绒山羊产绒性状的主要候选基因.     

FGF5基因对内蒙古绒山羊绒毛性状的影响

根据FGF5基因已知DNA序列设计了2对引物, 采用PCR-SSCP和PCR-RFLP技术, 在内蒙古绒山羊群体中进行基因多态性检测, 结果发现FGF5基因外显子1存在限制性内切酶BglⅠ多态位点。对其不同基因型个体PCR回收产物进行测序, 测序结果发现该SNP是由碱基序列C→T的突变而引起的。基因型和基因频率统计, 该实验群体以等位基因A具有明显的优势, χ2检验表明该SNP位点的基因频率处于Hardy-Weinberg平衡状态; 对该SNP与绒毛性状关联分析, 表明该SNP对绒纤维伸直长度(P<0.01)和含绒量(P<0.05)有显著影响, 而对其他各绒毛性状的影响不显著(P>0.05)。AB基因型个体绒纤维伸直长度(P<0.01)和含绒量(P<0.05)显著高于AA基因型个体。     

普通小麦抗倒伏相关性状的全基因组关联分析

解析小麦抗倒伏遗传机制,发掘抗倒伏位点,选育抗倒伏品种,对于保障我国粮食生产安全具有重要意义.周8425B是我国黄淮麦区重要的小麦骨干亲本,农艺性状优良,其衍生品种具有较好的抗倒伏特性.本研究对周8425B及其衍生品种等62份材料的8个抗倒伏相关性状进行评价,并结合50K SNP芯片数据进行全基因组关联分析(GWAS,...     

Kiss1和GPR54基因多态性与多囊卵巢综合征相关性分析

本研究旨在探讨Kiss1和GPR54基因多态性与多囊卵巢综合征的相关性。利用超声检查卵巢体积、血清睾酮、游离雄激素指数情况;临床评估患者身高(cm)和体重(kg)、BMI、静息血压、痤疮和黑棘皮病的分布;ELISA酶联免疫法检测血清中的kisspeptin和睾酮水平,使用Next generation sequencing方法(LGC group, Germany)对基因(Kiss1, GPR54)进行测序。结果显示,PCOS患者比对照组女性具有更高的BMI和mFG评分,PCOS患者血清Kisspeptin和睾酮浓度显著提高,且LH浓度也显著高于对照组(p<0.05)。GPR54和Kiss1 2个基因在患者体内存在多态性;测序分析结果显示GPR54基因存在的2个新的SNP位点(chr19:918686, A→G和chr19:918735, A→G),这2个新的多态性位于内含子区域(内含子2),Kiss1基因也存在两个SNP,位于非翻译变体5的末端(rs5780218)和外显子3 (rs4889),即GPR54基因存在A→G多态性,Kiss1基因为CTT→CT/G→C多态性,且相关性关联分析结果表明,GPR54基因型多态性(Chr19:918735)与PCOS风险增加相关(p<0.05);而Kiss1 SNP的基因型与PCOS风险之间没有关联。此外,PCOS与GPR54和Kiss1基因的单倍型没有显著关联。本研究推论对PCOS发生风险的遗传影响可能不仅是通过直接改变Kiss1/GPR54相互作用,而且还可能通过改变个体与环境因素的相互作用。