地方鸡种种质特性相关基因的分析及筛选方法技术

本发明专利技术提供地方鸡种种质特性相关基因的分析及筛选方法，包括：挑选不同种群的成年鸡只样本，建立样本信息，并采集血样后保存备用；将血样提取DNA后进行全基因组重测序，并对数据进行过滤；将过滤后的重测序数据与鸡参考基因组进行比对及变异检测，获得SNP数据信息；将Fst、π

【技术实现步骤摘要】
地方鸡种种质特性相关基因的分析及筛选方法


[0001]本专利技术涉及功能基因分析及筛选
，具体涉及地方鸡种种质特性相关基因的分析及筛选方法。

技术介绍

[0002]中国各个省份具有不同的生态环境、地形地貌、林地资源以及人文背景，因此，各地都具有极为丰富而优异的地方鸡种遗传资源和品种多样性，比如：我国贵州省包括毕节地区乌蒙乌骨鸡和威宁鸡、安顺地区普定高脚鸡、黔西南地区兴义矮脚鸡、黔东南地区小香鸡、遵义地区赤水乌骨鸡、长顺绿壳蛋鸡以及黔南地区瑶山鸡等8个著名品种(2021年版《国家畜禽遗传资源品种名录》)。这些地方品种既是极具价值的经济资源，也是家鸡品种改良、新品种培育的重要种质资源，为我国种业振兴战略的实现提供了重要动力。尽管我国各个地区的地方鸡种具有诸多优良种质特性，但当前对其遗传机制的解析工作还处于落后的水平，调控重要性状的遗传机制还没有得到充分的挖掘和利用，显著的资源优势尚未能充分转化为产业优势，严重制约着优异地方鸡种种质资源的创新利用。
[0003]基因组变异是家鸡在驯化过程中形成独特种质特性的遗传学基础。此外，随着基因组时代的来临，研究人员对不同地方品种家鸡基因组序列图谱进行了绘制，并在全基因组范围内对不同地方鸡种的遗传变异进行了广泛的检测，为研究地方鸡种独特种质的遗传机制奠定了基础。然而，迄今为止只有少量报道针对某个或几个地方鸡种的群体遗传变异进行过研究，尚未从全基因组角度全面系统地开展国家畜禽遗传资源地方鸡种遗传变异检测的研究工作，对品种优良性状的遗传机制尚不清楚。因此，从全基因组层面上对地方鸡种进行全面深入的研究，解析地方鸡种在驯化过程中的选择信号、挖掘品种在长期的自然选择和人工选择过程中与其特殊优良性状相关的受选择位点，有助于制定科学合理的鸡种质资源保护、开发和利用策略，同时为现代家禽业精准化的遗传改良和分子育种提供理论基础，具有重要的学术价值和育种应用前景。
[0004]自然选择和人工选择的双重选择是家鸡表型多样性的主要驱动力，其通过改变群体内的基因型频率，最终形成了纷繁、具有独特种质特性的鸡种资源。而选择性清除(Selective sweep)是自然选择和人工选择中的一个重要过程，通过该过程，新的有利突变会增加其频率并最终在群体中固定，同时导致该区域1)杂合度的减少；2)等位基因频率分布的倾斜；3)连锁程度增加以及4)在被选择的等位基因附近出现显著多的高频衍生等位基因。基于基因组受选择区域的这些特征，研究人员基于基因组受选择区域的这些特征开发了一系列检测基因组选择区域的方法。根据它们所使用的特征的差异，可以将它们分为三大类：基于位点频谱的方法、基于连锁不平衡的方法以及基于群体分化的方法。目前，大量研究仅使用单个或至多两种选择信号检测方法扫描基因组受到正向选择的区域及基因。本专利技术将同时采用4种不同的受选择分析方法，包括
①
群体分化指数(Fst，基于群体分化)，
②
核苷酸多样度比值(π
‑
Ratio，基于位点频率谱)，
③
群体间复合似然比检验(XP
‑
CLR，基于两个群体间多基因座等位基因频率差异)以及
④
群体间扩展单倍型纯合检验(XP
‑
EHH，基于连
锁不平衡和单倍型)。这4种方法囊括受选择区域的4大特点，能最大程度消除分析的假阳性及假阴性结果，为家养动物表型变异背后遗传机制的研究提供了参考。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有地方鸡种种质特性相关基因的分析以及筛选存在的准确度参差不齐以及假阳性及假阴性率较高的问题，提供了地方鸡种质特性相关基因的分析及筛选方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：
[0007]第一方面，本专利技术提供地方鸡种种质特性相关基因的分析及筛选方法，包括如下步骤：
[0008]步骤1，挑选不同种群的成年鸡只样本，对每只鸡只建立样本信息，并采集血样后保存备用；
[0009]步骤2，将血样提取DNA后进行全基因组重测序，测序深度10
×
以上，并对数据进行过滤；
[0010]步骤3，将过滤后的重测序数据与鸡参考基因组进行比对及变异检测，获得SNP数据信息；
[0011]步骤4，将Fst、π
‑
ratio、XP
‑
CLR和XP
‑
EHH这4种算法相结合，将获得的SNP数据信息进行选择性消除分析，获得地方鸡种种质特性相关基因的候选区域；
[0012]步骤5，将候选区域内的基因进行功能富集分析，结合不同品种的表型种质特性，获得不同种群种质特性相关的候选基因。
[0013]优选地，成年鸡只日龄为300d以上。
[0014]优选地，每个种群的鸡只数量不低于10只；更优选为30只，公母各半。
[0015]进一步地，所述样本信息包括：鸡种名称、产地、样本数量、品种分类、品系信息；可选地，还包括：产地环境参数，比如海拔高/低、山脉划分、气温高/低。
[0016]进一步地，所述步骤2中，数据过滤的方法包括：
[0017]步骤2
‑
1，过滤掉含有接头序列的reads；
[0018]步骤2
‑
2，判断单端测序read中N的含量是否超过该条read长度比例的10％，如果是，则去除此对paired reads；
[0019]步骤2
‑
3，判断单端测序read中含有的低质量(<＝5)碱基数是否超过该条read长度比例的50％，如果是，则去除此对paired reads。
[0020]进一步地，所述步骤3中，将过滤后的重测序数据与鸡参考基因组进行比对及变异检测包括：
[0021]步骤3
‑
1，采用序列比对软件BWA的BWA
‑
MEN算法将过滤后的重测序数据锚定在鸡参考基因组上，参数为：mem
‑
t 10
‑
k 32
–
M；
[0022]步骤3
‑
2，将比对上的映射读序的位置信息使用Samtools去除重复及归类，记录到生成的bam文件中；参数为：rmdup；
[0023]步骤3
‑
3，利用Samtools的index命令生成序列索引，并对序列索引中存在Indels的区域进行局部调整。
[0024]优选地，所述步骤3
‑
3中，对序列索引中存在Indels的区域进行局部调整，包括：
[0025]步骤3
‑3‑
1，通过GATK4软件的Realigner Target Creator算法来确定序列索引中存在Indels的区域，再通过GATK4软件的Indel Realigner算法在这些区域内进行重新比对，最后输出一份重新对齐的bam文件中；
[0026]步骤3
‑3‑
2，利用染色本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.地方鸡种种质特性相关基因的分析及筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，挑选不同种群的成年鸡只样本，对每只鸡只建立样本信息，并采集血样后保存备用；步骤2，将血样提取DNA后进行全基因组重测序，测序深度10
×
以上，并对数据进行过滤；步骤3，将过滤后的重测序数据与鸡参考基因组进行比对及变异检测，获得SNP数据信息；步骤4，将Fst、π
‑
ratio、XP
‑
CLR和XP
‑
EHH这4种算法相结合，将获得的SNP数据信息进行选择性消除分析，获得地方鸡种种质特性相关基因的候选区域；步骤5，将候选区域内的基因进行功能富集分析，结合不同品种的表型种质特性，获得不同种群种质特性相关的候选基因。2.根据权利要求1所述的地方鸡种种质特性相关基因的分析及筛选方法，其特征在于，成年鸡只日龄为300d以上。3.根据权利要求1或2所述的地方鸡种种质特性相关基因的分析及筛选方法，其特征在于，每个种群的鸡只数量不低于10只；更优选为30只，公母各半。4.根据权利要求1所述的地方鸡种种质特性相关基因的分析及筛选方法，其特征在于，所述样本信息包括：鸡种名称、产地、样本数量、品种分类、品系信息。5.根据权利要求1所述的地方鸡种种质特性相关基因的分析及筛选方法，其特征在于，所述步骤2中，数据过滤的方法包括：步骤2
‑
1，过滤掉含有接头序列的reads；步骤2
‑
2，判断单端测序read中N的含量是否超过该条read长度比例的10％，如果是，则去除此对paired reads；步骤2
‑
3，判断单端测序read中含有的低质量(<＝5)碱基数是否超过该条read长度比例的50％，如果是，则去除此对paired reads。6.根据权利要求1所述的地方鸡种种质特性相关基因的分析及筛选方法，其特征在于，所述步骤3中，将过滤后的重测序数据与鸡参考基因组进行比对及变异检测包括：步骤3
‑
1，采用序列比对软件BWA的BWA
‑
MEN算法将过滤后的重测序数据锚定在鸡参考基因组上，参数为：mem
‑
t 10
‑
k 32
–
M；步骤3
‑
2，将比对上的映射读序的位置信息使用Samtools去除重复及归类，记录到生成的bam文件中；参数为：rmdup；步骤3
‑
3，利用Samtools的index命令生成序列索引，并对序列索引中存在Indels的区域进行局部调整。7.根据权利要求6所述的地方鸡种种质特性相关基因的分析及筛选方法，其特征在于，所述步骤3
‑
3中，对序列...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小玲，韩雪，徐丹，田尧夫，伍友豪，魏硕，伍革民，冯宇隆，苗小猛，李亮，唐继高，代国滔，舒刚，
申请(专利权)人：贵州宏宇畜牧技术发展有限公司贵州省畜牧兽医研究所，
类型：发明
国别省市：