基于全基因组的结构变异推断技术助力奶牛的大规模基因型-表型研究

《Nature Communications》：Pangenome-based structural variant imputation enables large-scale genotype-phenotype studies in dairy cattle

　　

摘要

近年来，多种物种的泛基因组已被构建完成，这为结构变异的检测和基因分型提供了便利。作为FarmGTEx项目的一部分，我们之前基于40个相位已确定的单倍体组装序列构建了荷斯坦牛的泛基因组（H20D）。在此，我们利用这一特定品种的泛基因组，对1,571头牛的全基因组序列中的93,059个结构变异进行了基因分型。随后，我们建立了名为HolPIP的荷斯坦牛泛基因组变异推断参考面板。借助HolPIP，我们为50,299头公牛的86.65%（68,354/78,886）的结构变异完成了推断，其Beagle R2值均≥0.8。利用这些推断出的结构变异以及与43种复杂表型相关的信息，我们进行了全基因组关联分析，共发现了1,225个结构变异与表型之间的关联。接着，我们通过精细定位筛选出了32个高可信度的候选结构变异，其中包括与乳脂率、臀部宽度及体高相关的ANKRD11基因的75碱基对缺失，以及与RNA代谢相关的DHX32基因的插入变异。与各种功能注释对应的单核苷酸多态性相比，结构变异在牛的多数复杂表型中显示出更强的全基因组富集现象，这说明结构变异可能在奶牛相关性状的遗传基础上发挥着重要作用。