2017-07-01
5月10日，《Plos One》雜志（影響因子： 3.057）在線發表了派森諾與上海交通大學合作的簡化基因組+重測序項目的一篇文章。下面，小編就來分享一下該文章的內容。
研究背景
多趾，即趾頭數目過多，是脊椎動物中常見的一種遺傳性肢體異常。雞常見趾型為四趾，多趾畸形一般為額外多一個拇趾在一邊或兩邊腳趾。
研究目的
前人利用混池測序性狀定位（BSA）、連鎖分析和全基因組關聯分析（GWAS）等方法，已經定位到控制該性狀的區域位于2號染色體上。然而，多趾性狀的詳細的遺傳模式和控制該性狀的具體的基因信息還不是特別清楚。本研究旨在鑒定控制雞多趾性狀的基因，并揭示多趾性狀的遺傳模式。
研究方法
首先，利用簡化基因組測序的方法對多趾進行GWAS性狀定位。然后，結合重測序的方法進一步縮小候選基因范圍。
研究結果
1. 北京油雞多趾性狀的系統性分類
雞多趾性狀總體可以分為兩類，即額外趾的復制和多趾節。Warren進一步規范了分類標準，將雞的多趾分為5類（A、B、C、D、E型）。本研究發現，北京油雞多趾類型豐富，主要是B和D型。而且除了Warren描述的所有類型，還發現了新的類型。
北京油雞中多趾的主要類型
2. 多趾性狀的遺傳定位
北京油雞是中國優良的肉蛋兼用型地方品種，約25~31%具有多趾現象。因此本研究采用北京油雞作為研究對象，構建了北京油雞和山岐雜雞（正常趾）的雜交群體，挑選了11個家系中的112個個體，利用簡化基因組的方法做基因分型。一共得到約70萬個tag，每個tag的平均測序深度為11X，得到~7.6萬個 SNP。進一步過濾后，~4.7萬個SNP用于全基因組關聯分析。
全基因組關聯分析的manhattan plot
全基因組關聯分析定位到2號染色體一個區段，其候選基因如下表。
全基因關聯分析定位到的與多趾相關聯的SNP及其候選基因
3. 重測序鑒定多趾與正常個體之間的受選擇區域
對3個多趾個體和3個正常趾個體進行20x重測序，鑒定到9.9百萬個SNP。作者進一步對這些SNP分類，尋找在兩個群體間是相反純合基因型的位點，這些位點可能與多趾性狀相關。一共鑒定到6079個這樣的SNP位點。利用這些SNP數據，以100 Kb為窗口長度，步長為10 Kb的滑動窗口方法，計算群體分化指數Fst，尋找全基因組范圍內兩群體間的受選擇區域。結果發現the limb region 1 homolog （LMBR1）同時位于GWAS定位和受選擇區域內，更為值得關注。其中，位于該基因5號內含子中的rs80659072在這兩個表型不同的群體中是相反的純合基因型。
多趾與正常趾群體間分化指數Fst分布圖
4. 最后，對于在以上重測序得到的在多趾和正常趾群體中具有相反純合基因型的SNP位點，作者挑選了一些有意義的位點，在另外的136個個體中利用Sanger測序進行了驗證。結果顯示rs80659072在這136個個體中的多趾與正常趾群體中基因型有顯著差別。這提示該SNP位點可能與多趾性狀強烈相關，這與本研究GWAS和重測序的結果一致。
總結:
本研究主要利用簡化基因組+重測序的方法對雞的多趾性狀進行了遺傳定位，提示LMBR1可能就是控制雞多趾性狀的基因。
參考文獻：
He C, et al. Genetic pattern and gene localization of polydactyly in Beijing fatty chicken. Plos One, 2017, 12(5):e0176113.
