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          新疆地方绵羊品种遗传多样性的全基因组评估及功能基因挖掘
          2019-09-12 11:02  

          该成果被提名为2019年度自治区自然科学奖一等奖。

          项目简介:本项目围绕新疆地方品种绵羊遗传改良过程中亟待解决的关键科学问题,从全基因组水平,系统分析了新疆13个地方绵羊品种的遗传多样性和选择信号,全面掌握了品种的亲缘关系、遗传结构和遗传分化,发掘了与重要表型性状相关的基因和遗传突变,为新疆地方绵羊品种的科学?;ず鸵糯牧继峁┝嘶±砺?、科学数据和有价值的新基因。

          1.从全基因组水平系统分析了新疆地方绵羊品种的群体遗传结构,获得了LD、ROH、He、Ne、PIC等群体遗传数据,掌握了品种间的亲缘关系、遗传距离和遗传分化,证明了新疆地方绵羊品种遗传多样性丰富,遗传多样性水平与群体大小和地理区域相关,提出了品种?;さ挠畔却涡?,研究成果为地方绵羊品种科学?;ず秃侠砝锰峁┝死砺垡谰莺涂蒲?。

          2.利用线粒体DNA信息解析了包括新疆绵羊品种在内的欧亚大陆家养绵羊的系统发生关系和种群扩散模式,创新性提出了蒙古高原是绵羊种群扩散的第二个中心,来自中东驯化中心的绵羊沿高加索和中亚地区经新疆迁移到达蒙古高原,再扩散到中国北方和西南地区。这一研究结论丰富和完善了以中东绵羊驯化中心为核心的种群辐射扩散路线图。

          3.鉴定了不同生态气候条件下经过长期适应形成的基因组结构特征和相关的功能基因。通过对分布在世界范围的32个绵羊品种遗传数据与9个气候环境因素的全基因组水平选择性检验分析,共检测到230个与气候环境因素变异显著相关的SNP位点,其中17个变异与能量代谢、内分泌调节及自身免疫紧密相关;通过比较77只不同环境下的绵羊基因组,发现了与绵羊极端环境适应相关的新基因,包括与炎热干燥环境水的重吸收、高原低氧耐受、能量代谢、体格大小、免疫等重要生命活动相关的基因。上述发现解释了极端环境下绵羊表型变异的适应性遗传机理,有助于全球气候变化背景下的绵羊遗传改良和分子辅助育种。

          4.挖掘了一批与重要性状相关的新基因。通过基因组选择信号分析、全基因组关联分析、以及连锁不平衡和连续性纯合片段分析,发现和鉴定出决定绵羊尾型和尾椎数的T基因、影响体格发育的NPR2基因、调控毛囊发育的IRF2BP2基因、与干燥炎热适应相关的GTX3基因,以及与绵羊耳朵、角发育相关的基因;同时分析鉴定了绵羊瘙痒病和慢性进行性肺炎的抗性/易感基因型。研究结果为分子育种提供了新的候选基因和分子标记。

          5.与国内六家单位合作研发了首个具有我国自主知识产权、适合于我国地方绵羊品种的高密度基因芯片;建成新疆13个地方绵羊品种全基因组重测序和全基因组不同遗传变异数据库和自主分析平台;筛选了用于绵羊家系、亲子鉴定的SNP位点。研究成果为遗传分析和遗传资源评估提供了丰富的数据资源和技术平台。

          相关研究成果发表论文11篇,其中7篇代表性论文的总影响因子49.8,总引用次数139次,SCI他引121次,单篇最高他引44次,得到国内外同行的引用和好评,产生了重要的国际影响。项目获软件著作权1项,联合研制绵羊高密度芯片1套。近5年,项目主要完成人组织召开了两届全球范围内的世界绵羊大会,2015年在新疆成功举办了主题为“International Workshop on Sheep Genetics and Genomics”研讨会,受邀做国际学术大会报告7次,为新疆畜牧基础学科的发展起到了积极的推动作用。

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