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为解析肉牛胴体性状遗传机制，研究人员利用 13,241 头安格斯牛的 650 万 + 填充全基因组序列变异，开展 GWAS。发现 842、745、340、101 个 SNPs 分别与 CW、MS、REA、BFT 显著关联，揭示高密度数据在定位 QTL 中的优势，为标记辅助选择提供依据。
在肉牛产业中，胴体性状如胴体重（CW）、大理石花纹评分（MS）、眼肌面积（REA）和背膘厚度（BFT）是影响肉类产量、质量及养殖效益的核心经济性状。然而，这些性状受多基因调控，遗传基础复杂，且传统基于中等密度 SNP 芯片的研究可能遗漏关键变异。因此，深入解析其遗传结构、挖掘主效基因和分子标记，对加速肉牛基因组选择育种进程至关重要。
俄罗斯斯科尔科沃科技学院（Skolkovo Institute of Science and Technology）与 Miratorg 公司的研究团队，针对这一科学问题，利用 13,241 头安格斯肉牛的表型数据，结合基于 “1000 Bull Genomes Project” 参考群体填充至全基因组序列水平的 6,511,978 个 SNPs，开展了大规模全基因组关联研究（GWAS），旨在揭示安格斯肉牛胴体性状的遗传基础及关键调控区域。该研究成果发表在《Genetics Selection Evolution》，为肉牛分子育种提供了重要理论支撑。
研究采用的关键技术方法包括：①基因型填充：利用 Illumina Bovine 50K SNP 芯片对样本进行基因分型，以 128 头安格斯牛的全基因组测序数据为参考群体，通过 Beagle v4.1 软件将基因型填充至全基因组序列水平，最终获得高质量填充数据（平均 Dosage R-Squared=0.946）；②GWAS 分析：基于线性混合模型（LMM），在 GCTA v1.93.3 中校正群体分层（PCA 分析无显著结构）和多基因效应，检测与性状关联的 SNPs，全基因组显著阈值设定为 p-value<3.96×10-7；③功能注释与基因挖掘：通过 Variant Effect Predictor（VEP）对显著 SNPs 进行功能分类，并结合 Ensembl 注释和 BEDTools 定位候选基因。
研究结果
1. 显著关联 SNPs 及 QTL 鉴定
研究共鉴定出 1,697 个全基因组显著 SNPs，分布于 12 条常染色体，涉及 13 个基因组区域。其中，CW、MS、REA、BFT 分别关联 842、745、340、101 个 SNPs。值得注意的是，2 个 QTL 表现出多效性：BTA7（88.25–91.96 Mb）影响 CW、MS 和 REA，BTA20（4.55–5.01 Mb）影响 CW 和 BFT。此外，基于填充全基因组数据检测到 3 个 novel 区域（如 BTA6 上影响 CW 的 37.05–38.09 Mb 区域），这些区域在 50K 芯片分析中未被识别，凸显了高密度数据在捕捉低频变异和精细定位中的优势。
2. 遗传结构分析
等位基因替代效应（β）呈钟形正态分布，多数 SNPs 效应较小，仅约 1% 的 SNPs 具有极端效应（mean±3×SD）。 additive 遗传方差分布符合缩放逆卡方模型，表明性状受 “少数中等效应基因 + 大量微效基因” 共同调控。功能类别中，错义变异（missense variants）对 CW、MS 和 BFT 的效应最大，而 3′ UTR 变异对 REA 影响更显著，提示不同功能区域在性状调控中的特异性作用。
3. 候选基因挖掘与功能注释
显著 SNPs 映射到 64 个蛋白编码基因和 12 个非编码 RNA 基因。例如，BTA6 上的 LCORL 和 LAP3 基因与 CW 相关，参与生长调控；BTA18 上的 ZNF423 基因（影响 MS）调控脂肪细胞分化；BTA7 上的 ADGRV1 和 ARRDC3 基因表现出多效性，涉及肌肉发育和脂肪代谢。值得注意的是，约 79.26% 的显著 SNPs 位于非基因间区，提示非编码区域在性状调控中的潜在作用，如表观遗传调控。
研究结论与讨论
本研究通过高密度填充全基因组序列数据，系统解析了安格斯肉牛胴体性状的遗传结构，鉴定出多个主效 QTL 和候选基因，揭示了高密度基因分型在 GWAS 中的强大效能。研究结果表明，胴体性状受多基因调控，且存在显著的多效性和非编码区调控机制。发现的 novel 区域和候选基因为深入解析肉牛生长与肉质形成的分子机制提供了新靶点，例如 ZNF423 通过调控 PPARγ 影响脂肪沉积，ADGRV1/ARRDC3 在肌肉 - 脂肪互作中的作用等。
此外，研究证实基因型填充技术可有效提升 GWAS 的检测效能，捕捉到中等密度芯片遗漏的关键变异，这对降低大规模测序成本、推动基因组选择在肉牛育种中的应用具有重要意义。研究结果不仅丰富了肉牛分子遗传学理论，也为设计多性状联合选择的分子标记组合提供了实证依据，有望加速培育高产优质的肉牛品种。未来研究可进一步结合转录组和表观组数据，验证候选基因的功能，深化对性状调控网络的理解。
