农华麻鸭产肉、体脂和肉质性状的GWAS分析

全基因组关联分析(Genome-wide association studies,GWAS)具有定位精度高、检测功效高等优点,广泛应用于人类和动物的数量性状研究。肉鸭的产肉、体脂和肉质性状是重要经济性状,也是典型数量性状,筛选影响它们的遗传变异及功能基因有助于更好地开展育种工作,并为解析性状形成机制提供参考。因此,本研究以225只选育中的农华麻鸭为材料,利用简化基因组测序获取了高密度单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)标记,构建参考序列集进行了进一步填充,并应用获悉更多填充后的标记开展了产肉、体脂和肉质性状GWAS分析。主要结果如下:1.试验群体内,产肉性状、体脂性状、肉脂比和肉质性状均有较丰富的变异,变异系数为3.54%至27.61%;产肉和体脂性状有明显的表型和遗传负相关,而肉质性状的遗传基础可能相对独立。简化基因组测序发掘了均匀分布于基因组内的112,894个高质量SNP位点,利用构建的多品种来源参考序列集进行基因型填充将SNP标记数目提升至358,640个。2.试验群体的遗传结构不清晰,前10个主成分的累计解释率不足10%,关联模型的适宜主成分数目分析将所有性状中的该值确定为0;GLM、MLM、CMLM和Farm CPU模型的GWAS分析比较发现,Farm CPU模型表现最佳。3.GWAS分析将产肉性状的关联位点及区域定位至3号、4号和28号染色体,SNP标记4_57347099的突变型等位基因可增加14.08g腿肌重和33.06g瘦肉重。IGF2BP1和UBE2Z是产肉性状的重要候选基因,显著关联位点28_137217位于UBE2Z基因3’UTR内,可能通过调控基因表达发挥作用。4.GWAS分析将体脂性状的关联位点及区域定位至1号、3号、4号、13号、14号和29号染色体,SNP标记29_3072666的突变型等位基因可增加128.87g皮脂重和144.38g脂肪重,而SNP标记13_10434859的突变型等位基因则降低53.66g皮脂重和59.18g脂肪重。CARD10、QRFPR和SHCell Counters3PXD2B是体脂性状的候选基因,显著关联位点14_11177480位于SH3PXD2B基因3’UTR区域,可能通过调控其表达发挥作用。5.GWAS分析将肉脂比的关联位点及区域定位至1号、3号、4号、26号和27号染色体。QRFPR、MEF2D和FOXN2是肉脂比的候选基因,序列分析表明MEF2D基因内CAG重复序列是潜在致因突变。Sanger测序验证发现,MEF2D基因内CAG重复序列及其侧翼SNPs位点均对肉脂比、产肉和体脂性状有显著影响。6.肉质性状的GWAS发现了胸肌剪切力(14个)和腿肌剪切力(7个)关联位点,但未发现候选的功能基因。综上,本研究发掘并填充了适用于农华麻鸭的高密度SNP标记,通过GWAS定位了产肉、体脂和肉质性状的关联位点及区域,获得了具有较大遗传效应的分子标记、重要候NN2211半抑制浓度选基因及潜在致因突变。本研究的结果有助于阐明上述性状遗传基础,可为农华麻鸭的持续选育和基因组选择体系建立等奠定基础。