基于全基因组重测序的中国新安和湘西肉牛种群全基因组多样性

《BMC Veterinary Research》：Genome?wide diversity of Chinese Sinan and Xiangxi beef cattle populations based on whole?genome resequencing

　　

摘要

本研究利用全基因组重测序数据，对思南牛（SNC）和湘西牛（XXC）的遗传多样性、群体结构和选择信号进行了分析。思南牛和湘西牛是中国西南地区的本土肉牛群体，由各自原育种场持续进行保种和育种工作。对28头思南牛和23头湘西牛的全基因组测序平均深度分别达到12.3×（SD = 1.4）和12.8×（SD = 1.6）。基于全基因组SNP数据（平均MAF 0.1034–0.1080，PIC 0.1257–0.1312），我们发现湘西牛的观测杂合度显著高于思南牛（Ho = 0.1275 vs. 0.1195，t检验p < 0.01），且连锁不平衡（LD）衰减更快，表明其遗传多样性更高。ADMIXTURE交叉验证显示K = 1为最优（似然最高，CV误差最低），说明两组间无显著分层；K = 7时出现细微分化（ΔK = 42.3），提示群体间存在初步分歧。选择信号分析采用成对Fst和θπ比值（以前5%为阈值），共识别出1,315个显著基因组区域，涉及思南牛1,993个候选基因和湘西牛1,407个候选基因。两群体间仅有218个基因（12.9%）重叠，表明两组面临的选择压力存在分歧。KEGG富集分析显示，PI3K-Akt（P = 0.003）和MAPK（P = 0.008）通路在思南牛中显著富集，而结核（P = 0.015）和AMPK（P = 0.021）通路在湘西牛中显著富集。经Benjamini-Hochberg校正后（FDR < 0.05），GO富集分析表明思南牛的基因显著富集于肌动蛋白细胞骨架（GO:0015629，P = 0.009）和线粒体膜（GO:0031966，P = 0.013），而湘西牛的基因显著富集于突触结构（GO:0098794，P = 0.024）和树突发育（GO:0097447，P = 0.031）。这些功能分歧可能反映了各自群体特有的适应性进化。本研究为这两个重要本土群体的未来关联研究和标记辅助选择奠定了基因组学基础。