Replication of 6 Obesity Genes in a Meta-Analysis of Genome-Wide Association Studies from Diverse Ancestries

Obesity is a major public health problem with a significant genetic component. Multiple DNA polymorphisms/genes have been shown to be strongly associated with obesity, typically in populations of European descent. The aim of this study was to verify the extent to which 6 confirmed obesity genes (FTO, CTNNBL1, ADRB2, LEPR, PPARG and UCP2 genes) could be replicated in 8 different samples (n = 11,161) and to explore whether the same genes contribute to obesity-susceptibility in populations of different ancestries (five Caucasian, one Chinese, one African-American and one Hispanic population). GWAS-based data sets with 1000 G imputed variants were tested for association with obesity phenotypes individually in each population, and subsequently combined in a meta-analysis. Multiple variants at the FTO locus showed significant associations with BMI, fat mass (FM) and percentage of body fat (PBF) in meta-analysis. The strongest association was detected at rs7185735 (P-value = 1.01×10⁻⁷ for BMI, 1.80×10⁻⁶ for FM, and 5.29×10⁻⁴ for PBF). Variants at the CTNNBL1, LEPR and PPARG loci demonstrated nominal association with obesity phenotypes (meta-analysis P-values ranging from 1.15×10⁻³ to 4.94×10⁻²). There was no evidence of association with variants at ADRB2 and UCP2 genes. When stratified by sex and ethnicity, FTO variants showed sex-specific and ethnic-specific effects on obesity traits. Thus, it is likely that FTO has an important role in the sex- and ethnic-specific risk of obesity. Our data confirmed the role of FTO, CTNNBL1, LEPR and PPARG in obesity predisposition. These findings enhanced our knowledge of genetic associations between these genes and obesity-related phenotypes, and provided further justification for pursuing functional studies of these genes in the pathophysiology of obesity. Sex and ethnic differences in genetic susceptibility across populations of diverse ancestries may contribute to a more targeted prevention and customized treatment of obesity.     

植物分子群体遗传学研究动态

分子群体遗传学是当代进化生物学研究的支柱学科, 也是遗传育种和关于遗传关联作图和连锁分析的基础理论学科。分子群体遗传学是在经典群体遗传的基础上发展起来的, 它利用大分子主要是DNA序列的变异式样来研究群体的遗传结构及引起群体遗传变化的因素与群体遗传结构的关系, 从而使得遗传学家能够从数量上精确地推知群体的进化演变, 不仅克服了经典的群体遗传学通常只能研究群体遗传结构短期变化的局限性, 而且可检验以往关于长期进化或遗传系统稳定性推论的可靠程度。同时, 对群体中分子序列变异式样的研究也使人们开始重新审视达尔文的以“自然选择”为核心的进化学说。到目前为止, 分子群体遗传学已经取得长足的发展, 阐明了许多重要的科学问题, 如一些重要农作物的DNA多态性式样、连锁不平衡水平及其影响因素、种群的变迁历史、基因进化的遗传学动力等, 更为重要的是, 在分子群体遗传学基础上建立起来的新兴的学科如分子系统地理学等也得到了迅速的发展。文中综述了植物分子群体遗传研究的内容及最新成果。     

中华猕猴桃和美味猕猴桃的倍性变异及地理分布研究

根据已有的猕猴桃自然地理分布资料,通过对中华猕猴桃（Actinidia chinensis）和美味猕猴桃（A．deliciosa）野外分布居群的详细调查,利用流式细胞技术对我国西部高原台地向中东部丘陵平原过渡地带6个纯中华猕猴桃、1个纯美味猕猴桃和5个中华／美味猕猴桃同域分布居群共276个个体的倍性进行了检测。结果表明：（1）中华猕猴桃存在二倍体和四倍体,美味猕猴桃存在四倍体、五倍体和六倍体;（2）中华猕猴桃和美昧猕猴桃在经度和纬度的分布上存在显著差异（P〈0．05）,中华猕猴桃在经度上偏东分布而美味猕猴桃偏西,纬度分布上中华猕猴桃偏南而美味猕猴桃偏北;而且不同倍性小种在经、纬度分布上呈现显著差异（P〈0．05）,二倍体、四倍体、六倍体的分布在经度上依次从东到西、纬度上从南到北;（3）中华猕猴桃和美味猕猴桃不同倍性小种的海拔分布存在显著性差异（P〈0．05）,二倍体小种分布海拔最低,四倍体小种次之,六倍体小种海拔分布最高,但通过LSD分析四倍体个体和六倍体个体在海拔分布上不存在显著差异（P〉0．05）。通过对中华／美味猕猴桃这两种具有重要经济价值的果树的倍性变异及地理分布的探讨,提出了猕猴桃倍性小种分布的上述规律并给猕猴桃种质资源收集、评价、创新和可持续利用方面提供了初步的研究基础,尤其是为我国猕猴桃新品种选育提供了基础数据和科学依据。     

α2-HS 糖蛋白基因与中国人群的髋部骨大小的相关性研究

骨大小是一种独立于骨密度（BMD）的骨质疏松性骨折的重要风险因子。由于其高遗传率,充分了解控制骨大小的遗传因素有很重要的临床意义。文章研究目的为检测中国人群中α2-HS糖蛋白基因（AHSG）多态性和腰椎及髋部骨大小变异之间的关联。我们总共征集了来自中国401个核心家庭（包括父母亲及至少一个女儿）的1260个研究样本,并且分型了AHSG基因第7个外显子的Sac Ⅰ位点多态性。该位点核苷酸的替换（C→G）引起第238号丝氨酸被苏氨酸取代,因此可能对基因功能有影响。在任何骨骼位点,没有发现显著的群体分层。发现-HSG基因SacⅠ位点多态性和转子间（P=0．019）以及全髋的（P=0．035）骨大小呈显著性相关。该多态性位点能分别解释转子间和全髋3．74％和3．16％的骨大小变异。连锁分析没有检测到显著性结果,可能的主要原因是样本中同胞对的数目较少,统计效力较低,以及SacⅠ位点多态相对于微卫星标记对连锁分析提供的信息量少。结果表明,月HSG基因多态性可能和中国人群中髋部骨大小变异有关。     

中华水韭残存居群的数量性状分化和地方适应性及其对保育遗传复壮策略的提示

 研究残存居群的数量性状分化及其地方适应性有助于了解不同居群对环境的适应性并制定相应的保育策略。本研究采用同园实验,利用随机区 组设计,对中华水韭(Isoetes s inensis)3个居群的9种优势基因型的数量性状进行巢式方差分析,并采用Bayesian方法计算等位酶（F_ST）和 数量性状（Q_ST）的居群分化值。结果表明,在测量的14个数量性状中,有10个性状在居群间有显著性差异,仅有3个性状在居群内有显著性差 异;多重比较表明其中5个性状的平均值均以松阳居群最高,休宁居群最低;建德居群的大孢子囊的性状和植株高度的平均值最高,休宁居群最 低;推测这可能是与奠基者效应、物种间竞争及中华水韭在自然生境下形成的营养生长和生殖生长之间的权衡有关。对居群数量性状分化的QST 值和等位酶分化的FST值分析比较发现,在假设为自交系时有8个性状的Q_ST值均大于F_ST值,表明存在明显的地方适应性,居群间个体的混合存 在潜在的远交衰退的风险,所以不宜采用居群间相互移植个体的方法来进行中华水韭居群的遗传复壮。对休宁和松阳两个居群的保育应采用提 高居群内基因流和改善生境环境的方法,促进居群内的遗传复壮;对建德居群应尽量减少人为干扰,宜建立特定生境的保护小区。     

濒危植物巴东木莲的分布及保护策略

为了研究中国特有物种国家二级保护植物巴东木莲(Manglietiapatungensis)的濒危机制,对巴东木莲的分布现状、生境进行了野外调查。原生巴东木莲的空间分布范围是北纬28°47′10″～30°51′53″,东经107°9′～110°38′9″;垂直分布为海拔374～1029m。湖北咸丰县尖山乡和湖南桑植五道水乡杨家坪村为巴东木莲的新分布点。从整体来看,巴东木莲的分布是不连续的、零星的,而且范围很狭窄;分布区的环境条件差异大。人类对巴东木莲的不合理利用及生境片断化是造成其野生资源迅速减少和许多现有种群不能自然更新的主要原因。还对巴东木莲的分布现状提出了相关的保护措施。只有采取保护优先、合理开发的措施,才可获得资源的可持续性利用。     

Confounding from cryptic relatedness in haplotype-based association studies

Cryptic relatedness was suggested to be an important source of confounding in population-based association studies (PBAS). The impact of cryptic relatedness on the performance of haplotype phase inference and haplotype-based association tests is not clear. In this study, we used the Hapmap genetic data to simulate a set of related samples. We evaluated the accuracy of haplotype phase inferred by PHASE 2.1 and calculated the power, type I error rates, accuracy and positive prediction value (PPV) of haplotype frequency-based association tests (HFAT) and haplotype similarity-based association tests (HSAT) under various scenarios, considering relatedness levels, disease models and sample sizes. Cryptic relatedness appeared to slightly increase the accuracy of haplotype phase inference. We observed significant negative effect of cryptic relatedness on the performance of HFAT and HSAT. Ignoring cryptic relatedness may increase spurious association results in haplotype-based PBAS.     

枇杷属植物等位酶遗传变异及品种基因型指纹

利用超薄平板微型聚丙烯酰胺凝胶的等电聚焦电泳技术,对国家枇杷种质资源圃所收集保存的113个枇杷（Eriobotrya japonica Lindl．）品种（或株系）和4个野生近缘种[栎叶枇杷（E．prinoides Rehd．et Wils．）、大渡河枇杷（E．prinoides var．daduheensis H．Z．Zhang）、齿叶枇杷（E．serrata Vidal．）、大瑶山枇杷（E．dayaoshanensis Chen．）],共117份材料进行了等位酶遗传变异分析。在12个酶系中共检测到24个清晰位点和59个等位基因,多态位点为21个,位点最大等位基因数为5,体现出枇杷丰富的遗传种质多样性;X^2分析表明等位基因频率在不同产地品种群间存在明显差异,在用于分析的19个多态位点中,有15个位点达到显著或极显著水平;且不同的种材料拥有各自特有等位基因,如Dia-1^c,Dia-2^b,Dia-3^b只存在于大瑶山枇杷中,Est-2^b,Est-3^a只存在于大渡河枇杷中,Idh-1^d仅出现于枇杷品种荔枝枇杷中,体现了枇杷物种间的遗传组成差异;利用11个酶系统22个位点的53个等位基因所构建的枇杷品种（株系）等位酶基因型指纹可以将113个枇杷品种中的111个完全区分,各品种均有自己独特的等位酶基因型指纹,虽然进一步的分析表明,目前所研究的酶系统位点和等位基因变异与枇杷品种果实园艺性状变异间缺乏关联,但等位酶标记仍然不失为枇杷品种鉴别的一种有用工具。     

江西猕猴桃属(Actinidia)植物的分布及其区系特征

通过野外调查和查阅大量标本、文献,对江西猕猴桃属植物的分布和区系特征进行了系统研究。江西省境内分布有猕猴桃属植物20种和11变种(或变型),其中葛枣猕猴桃(Actinidia polygama (Sieb．et Zucc．)Maxim．)、灰毛猕猴桃(A．cinerascens C．F．Liang)、楔叶猕猴桃(A.fasciculoides var. cuneata C.F.Lang)和簇花猕猴桃(A．fasciculoides C．F．Liang)为江西新分布。江西猕猴桃属植物区系特征表现在：(1)种类丰富;(2)特有现象较明显;(3)多型性突出;(4)地理成分复杂,以中国特有分布式样为主;(5)种间、种内分化较强烈;(6)与邻近地区猕猴桃属植物的关系密切。还对江西猕猴桃属植物的分布与自然生境的关系进行了探讨。     

孑遗植物水杉的遗传多样性研究

采用随机扩增多态DNA(RAPD)方法对孑遗植物水杉 (Metasequoiaglyptostroboides)的 8个居群 (包括 6个孑遗居群和 2个人工栽培居群 )的 48个个体进行了遗传多样性研究。用 16个随机引物共扩增出清晰谱带 5 7条。孑遗居群平均多态位点百分率为 38.6 %。各居群多态位点百分率差异显著 ( 10 .5 3%～ 33 .33 % ) :湖北利川的小河和桂花 2个居群较高 ,分别是 33 .33%和 31.5 8% ;湖南龙山洛塔居群较低 ,为 10 .5 3 %。人工栽培居群中 ,美国密西根州和湖北武汉 2个居群的多态位点百分率也较低 ,仅分别为 10 .5 3 %和 8.77%。用POPGENE 1.31版软件进行数据处理后结果如下 :孑遗居群的平均Nei’s基因多样性为 0 .130 5 ,Shannon’s遗传多样性信息指数为 0 .192 1,水杉孑遗居群遗传距离与地理距离的相关系数r =0 .2 346 6 (P =73 .2 7% ) ,基因分化系数Gst=0 .10 82 ,表明居群间有一定分化。用UPGMA方法聚类可知 ,2个人工居群与湖北利川居群优先聚类。鉴于目前水杉孑遗居群生境人为破坏严重、遗传多样性较低和原生母树分布分散 ,建议在湖北利川小河和桂花野生水杉最适生境建立水杉遗传多样性保护点 ,将现有的 2 5 0多株原生母树分别采种育苗定植于保护点 ,以达到最大限度地保存现有水杉遗传多样性的目的。