运用基因组和系谱数据检测两个纯种系猪的纯合子水平

前言

强烈的动物选育策略已经用于改善畜牧业中一些动物的特征。动物饲养越少，选择强度越大。其中，大规模使用特定父系提高理想性状导致遗传性状多样性的丧失和动物间高水平纯合性的积累，这可能不利于繁殖、形态和生长。本研究的目的是在两种雌性纯种系猪长白猪(LA)和大白猪(LW)，使用这两种猪的血统和基因型数据来评估和比较纯合性水平。

材料与方法

本研究的实验动物购自BRF/SA私人公司(BRF巴西食品)。长白猪完整的系谱信息包括84611头长白猪，大白猪完整的系谱信息包括50348头大白猪。它们追溯到12代，长白猪的平均长度为6.41代，大白猪的平均长度为5.55代。长白猪和大白猪的血统记录运用R-统计环境结合血统信息进行评价。根据动物的谱系，近亲繁殖系数(Fx)由瑞士系数计算。动物的基因型运用lllumina 60K SNP 芯片检测。ROHs用以计算基因组的近亲繁殖，运用滑动的50个SNPs的PLINK系统，最小的ROH 50SNPs的最小长度是1000 Kb。滑动窗口中允许一个杂合子的SNP和一个SNP基因型的丢失。确定ROH，然后用来估计单个基因组近交系数(FROH)。

结果

样本和SNP质量控制之后，1168头长白猪(91头雄性和1077头雌性)和1094头大白猪(114头雄性和980头雌性)具有58911个SNPs用于分析。分析中包括所有的后代，Fx的计算基于0-0.139的血统，长白猪的平均数为0.014，大白猪从0到0.062，平均数为0.021。长白猪的ROH平均近亲繁殖指数为0.094，从0.012到0.184。大白猪的ROH指数为0.106，从0.008到0.181。所有动物的品系内或品系间均没有共同的纯合子区域。长白猪的SSC14区域被确定为数量最多的纯合子区域。该区域包含两个重要的基因：CXCL12和TFAM。CXCL2和长白仔猪的免疫特性相关，尤其是疾病抗性，与动物的存活率密切相关。TFAM基因在猪配种，胚胎着床前和发育发挥重要作用，具有细胞生物学和进化生物学的广泛影响。

结论与讨论

多样性的研究中重组，近亲繁殖和隔离可以基于系谱信息公平估计。然而，这些参数可以运用高密度的基因组数据进行精确计算。仅用血统信息来计算纯合性水平和动物之间的关系程度低估了两个猪品系的近亲繁殖水平，因为追溯的代数的样本数量是有限的。更好的估计动物之间的相关系数的基因组工具的实现能够提高EBVs的准确性，随后是提高选择的效率，以及别的潜在优势。尽管采用FROH没有发现品系间的近亲繁殖差异，但是个体间保守的纯合子区域的鉴定可能会揭示养猪业中与进化相关的重要发现。