454测序用于美洲奶牛种牛基因组测序项目[创新技巧]

一只名为Pawnee Farm Arlinda Chief的种牛和它的儿子Walkway Chief Mark大约有60000个后代，其后代是牛奶生产的主力。最近一项研究中1，科学家通过454全基因组测序，掌握了他们的基因组中控制重要性状的基因，包括抗病能力、牛奶产量，这些性状已通过北美的当代荷兰奶牛育种活动传播到大量用于牛奶生产的奶牛基因组中。

两只公牛基因组分别利用454 GS FLX Titanium进行测序，分别获得了7.3倍和13.5倍基因组覆盖度的数据，约20.5G和37.9G的测序序列，然后用Newbler将超过30G的碱基序列与参照基因组进行比对，最终超过86%的参考基因组有超过1x的覆盖。

科学家应用一种称为haplotracking的技术，确定了染色体中控制者重要的性状的区域，这些区域在群体进化中受到较大的选择性压力。这项研究揭示了奶牛基因组进化的过程，显示外在因素对这些重要基因的选择作用，例如一些影响奶牛对传染病抵抗能力的基因。

这两只种牛的基因组约占目前北美荷兰奶牛群体基因组的7%左右。研究人员从这两只公牛基因组中，发现超过130万个SNP，并利用这些SNP对其后代进行了单倍体型分型。研究人员发现了与繁殖、牛奶产量、抗病毒能力有关的一系列基因，这些基因控制的性状都有可能影响到奶牛经济价值和奶厂的效益。

奶牛作为经济动物，长期以来受到很大的选择压力，如牛奶产量、奶脂含量，已经有超过50年的人工养殖历史，因此也积聚了大量的遗传学信息，可以在后代的基因组中跟踪，其后代也能重组这些单倍体型，这些信息可用于认识复杂性状的遗传学机制。

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1. Denis M. Larkin, Hans D. Daetwyler, Alvaro G. Hernandez, Chris L. Wright, Lorie A. Hetrick, Lisa Boucek, Sharon L. Bachman, Mark R. Band, Tatsiana V. Akraiko, Miri Cohen-Zinder, Jyothi Thimmapuram, Iona M. Macleod, Timothy T. Harkins, Jennifer E. McCague, Michael E. Goddard, Ben J. Hayes, and Harris A. Lewin .Whole-genome resequencing of two elite sires for the detection of haplotypes under selection in dairy cattle. PNAS 2012 109: 7693-7698.