越南地方猪品种的全基因组分化、近交与候选选择位点

《International Journal of Molecular Sciences》：Genome-Wide Differentiation, Inbreeding, and Candidate Selection Loci in Local Vietnamese Pig Breeds

　　

越南拥有至少26个地方猪品种，具有非凡的遗传多样性。研究人员利用主成分分析、窗口化固定指数（F_ST）、跨群体扩展单倍型纯合性（XP-EHH）、群体内综合单倍型评分（iHS）和纯合性片段（ROHs），分析了代表15个越南地方品种和6头长白猪的90头动物的全基因组单核苷酸多态性（single-nucleotide polymorphism, SNP）数据。群体结构呈现南北分化轴，Ba Xuyen表现出升高的杂合性，为欧洲遗传贡献提供了提示性证据；f₃统计量为正值（f₃=+0.015），而混血的正式证据需要显著为负的f₃，因此该标准未满足。F_ST与XP-EHH的整合将GPC5、E2F6、NOS1和TLR4确定为北部主要候选位点，将CRYM/ZP2确定为中部主要候选位点；这些窗口在90%和95%分位数阈值下均被恢复，表明分析稳健性而非独立生物学验证。iHS在北部品种的E2F6处升高（|iHS|=3.04），在NOS1处所有区域组均升高（|iHS|=2.66–3.36）。基于已发表品种描述和毛色而非个体体成分测量的品种水平表型XP-EHH，将GALNT2确定为品种组间共享的候选基因，HCAR1和ATG10为极端脂肪/高繁殖力品种组特异的候选基因，EFNA5和HIPK2为中等体型品种组特异的候选基因。ROHs识别出Soc、Co和Hung因自身纯合性升高而在保护规划中需要特别关注。由于每个品种仅由6个个体代表，且缺乏个体水平表型测量，所有发现均作为探索性群体基因组信号报告，需在更大队列中重复验证。总体而言，研究人员描述了越南地方猪品种间的基因组分化和候选选择特征，并为进一步的基因组研究提供了基础。

《International Journal of Molecular Sciences》刊载的一项研究对越南地方猪品种开展了全基因组分化、近交与候选选择位点分析。越南是东南亚猪多样化次生中心，分布着至少26个地方品种。以往研究多基于微卫星或线粒体DNA，SNP芯片仅用于群体结构分析，选择特征、自身纯合性水平及越南境内表型分化的基因组基础尚不清楚。因此，研究人员利用公开数据集中的96头猪，包括15个越南地方品种90头和6头长白猪，基于Illumina PorcineSNP60v2 BeadChip基因分型数据，进行了首次较为全面的选择信号分析。

研究用到的主要关键技术方法包括：使用PLINK进行质量控制与LD剪枝；用主成分分析解析群体结构；用Weir-Cockerham估计两两F_ST并计算100 kb窗口F_ST；用BEAGLE进行单倍型定相后，以rehh软件计算XP-EHH和iHS；用PLINK检测ROH并计算F_ROH；用f₃统计检验Ba Xuyen是否存在混血；对GPC5位点作单倍型分支图；用g:Profiler和clusterProfiler进行GO、KEGG与Reactome通路富集分析。

研究结果如下：

2.1 数据集组成与基因型质量
质控后保留48,896个常染色体SNP和96个个体；每个品种6头。Ba Xuyen观测杂合度达0.388，明显高于其他越南地方品种，提示可能存在欧洲遗传贡献。

2.2 群体结构
基于9,901个LD剪枝SNP的PCA显示，PC1将长白猪与越南品种分开，PC2呈现越南品种南北梯度；Ba Xuyen在PC1上位于长白猪与南部品种之间。f₃检验为正值（f₃=+0.015），未达到显著负值这一正式混血证据标准。

2.3 区域群体间及与长白猪的遗传分化
越南区域组与长白猪的F_ST为0.151–0.287，越南内部为0.054–0.078；南部品种与长白猪的F_ST最低，为0.151。

2.4 窗口F_ST与XP-EHH选择信号
整合窗口F_ST和XP-EHH前5%阈值，在北部与长白猪比较中获得20个高置信窗口，中部获得3个。候选基因包括TLR4、E2F6、GPC5、NOS1及CRYM/ZP2等；90%和95%阈值下均能恢复，99%阈值无窗口，说明结果具有阈值稳健性。

2.5 近交分析（ROHs）
F_ROH范围从0.48%到14.46%，Soc、Co和Hung最高，分别为14.46%、11.58%和9.75%；Lung和Meo最低。长ROH（>8 Mb）占主导，提示近交主要是近期事件。

2.6 越南境内品种水平表型组间比较
基于品种描述和毛色将越南品种分为瘦小体型、极端脂肪/高繁殖力和中等体型三组。表型XP-EHH分析发现GALNT2为共享候选基因，HCAR1和ATG10为极端脂肪/高繁殖力组特异候选基因，EFNA5和HIPK2为中等体型组特异候选基因。

2.7 高置信候选位点的单倍型分支
GPC5位点北部品种携带单一祖先单倍型，形成延伸约50 Mb的密集单倍型主干；长白猪则立即分支，与该位点在北部群体中受到近期选择的单倍型特征一致。

2.8 选择候选基因的GO与通路富集
GO富集以生物学过程为主。北部与长白猪比较富集最多，共349个GO:BP条目；北部与南部比较特异富集髓系白细胞迁移、巨噬细胞趋化等免疫相关过程。KEGG和Reactome分析在北部与中部比较中富集到II型糖尿病通路，在北部与南部比较中富集到CDC42 GTPase循环、HS-GAG降解等通路。

2.9 群体内iHS分析
iHS支持E2F6为北部特异信号（|iHS|=3.04），NOS1为泛越南信号（|iHS|=2.66–3.36），GALNT2、HCAR1和GPC5也表现出相应的群体内单倍型信号。

讨论部分指出，本研究的核心局限是每品种仅6个个体，所有群体基因组估计均受较大抽样不确定性影响；长白猪作为唯一欧洲参考品种，不能代表欧洲商业猪的整体多样性；表型分组基于品种水平描述而非个体测量，且地理来源与体型、毛色相关，因此表型对比与区域对比并不独立。F_ST与XP-EHH的整合只是启发式交集过滤，并非正式联合检验，也不构成独立生物学验证。所有候选基因均未经过功能验证，相关机制解释属于需要实验确证的假说。研究结论翻译为：该研究提供了越南地方猪品种基因组分化、候选选择信号和自身纯合性的首次全基因组特征描述；GPC5、E2F6、NOS1、ABL1和TLR4为北部候选位点，CRYM/ZP2为中部主要候选位点；GALNT2为品种组间共享候选基因，HCAR1和ATG10为极端脂肪/高繁殖力品种组特异候选基因，EFNA5和HIPK2为中等体型品种组特异候选基因；Ba Xuyen仅有提示性欧洲遗传贡献证据，f₃未支持正式混血；Soc、Co和Hung需在保护规划中重点关注。上述结果均需在更大队列中通过全基因组测序、个体表型测量、多种欧洲参考群体、正式混血分析和功能验证加以重复确认。