基于多品种群体推断的全基因组序列关联分析明确了猪难产的遗传结构

《Genetics Selection Evolution》：Imputed whole genome sequence based association pinpoints genetic architecture of labour dystocia of pigs using multi-breed populations

　　

摘要

背景

母猪难产是一种常见的生殖障碍，会导致仔猪存活率下降、死胎数量增加，给养猪场带来巨大经济损失。然而，其遗传机制至今仍不明确。本研究利用3263头母猪（487头长白猪和2776头约克夏猪）的基因组序列数据，开展了针对难产的单品种全基因组关联分析。

研究结果

通过对生殖特征的分析发现，自然分娩的母猪所产仔猪总数和活产仔猪数分别比患难产的母猪高1.43–2.85头和1.60–2.94头。我们在初产母猪和经产母猪中分别发现了250个和12个与难产相关的单核苷酸多态性。在初产约克夏母猪中，两个主要基因变异区域被精确定位在SSC2染色体上的498.44 kb区间（23.18–23.68 Mb）以及SSC9染色体上的779.85 kb区间（43.34–44.12 Mb）内。进一步分析表明，这些基因变异区域内的两个显著单核苷酸多态性（2_23340612和9_44119733）位于多种猪品种及组织中的调控区域。其中，潜在的调控单核苷酸多态性2_23340612位于27种转录因子的结合位点上，这些转录因子主要参与催产素信号传导、肌肉收缩以及雌性生殖器和胚胎的发育过程；另一个潜在的调控单核苷酸多态性9_44119733则位于8种转录因子的结合位点上，其中有三种转录因子（ZNF274、HMGA1和CTCF）可能与六个候选基因（APOA1、APOC3、APOA4、APOA5、BUD13和ZPR1）发生相互作用。最终，有八个具有潜力的候选基因（APOA1、APOC3、APOA4、APOA5、BUD13、ZPR1、ACAN和HAPLN3）被确认与难产相关。功能富集分析显示，这些候选基因与脂质代谢、细胞外基质构建、细胞黏附以及雌激素响应等相关通路存在关联。

结论

难产是一种严重的生殖障碍，会降低母猪的繁殖效率。本研究发现了与难产相关的潜在调控单核苷酸多态性（2_23340612和9_44119733）以及八个具有潜力的候选基因（APOA1、APOC3、APOA4、APOA5、BUD13、ZPR1、ACAN和HAPLN3）。据我们所知，这是首个基于全基因组序列并结合大规模繁殖数据来识别母猪难产遗传标记和候选基因的研究。