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陕北白绒山羊是一种优良的绒肉兼用型山羊品种,但其繁殖性能亟待提高,故利用分子标记辅助选择(MAS)方法对其繁殖性状的遗传改良具有重要意义。作为山羊繁殖相关候选基因,精子鞭毛多发形态异常(MMAF)相关基因包括DNAH1、QRICH2、CFAP43、CFAP44、CFAP69、CCDC39和AKAP4。本研究首先利用现代分子遗传学和分子生物学技术挖掘MMAF相关个基因INDEL位点,并将其与陕北白绒山羊大群体母本产羔数进行遗传效应分析;再分析显著相关基因的CNV位点,并探究它们与产羔性状的相关性;最后,在确定INDEL和CNV位点均能影响山羊产羔数的MMAF相关基因基础上,进一步探究此基因关键位点的SNP突变与产羔数的关系。本研究期望找到与产羔数相关的分子标记,从而为通过MAS提高其繁殖性状提供有效DNA标记和科学资料。1.山羊MMAF相关基因的INDEL挖掘及其与产羔数的关联分析考虑到INDEL检测技术的快速性、简便性与可操作性,同时,也发现MMAF相关基因INDEL多态方面的研究较少,故本研究首先挖掘了山羊MMAF相关基因的INDEL突变,并将其与1025只陕北白绒山羊第一胎产羔数进行关联分析。结果发现DNAH1基因P1(rs636295440)和P3位点(rs662697370)存在多态性,QRICH2基因的P4位点(rs651821102)存在多态,CFAP43基因的P20位点(rs644941577)存在多态,CFAP69基因的P4(rs646423399)、P6(rs654691768)和P7(rs658907780)位点存在多态。进一步将以上7个INDEL突变位点与陕北白绒山羊关联分析,发现DNAH1-P1(rs636295440)和CFAP43-P20(rs644941577)位点能显著影响产羔数(P<0.05),但这两个位点不存在强连锁关系,说明这两个突变均可作为山羊产羔数性状遗传选育的有效分子标记。2.山羊MMAF相关的DNAH1基因CNV挖掘及其与产羔数的关联分析基于以上MMAF相关基因INDEL突变位点的显著性研究结果,根据Animal Omics Database数据库,发现只有山羊DNAH1基因存在3个外显子CNV,CFAP43基因不存在外显子CNV突变,因此,本研究进一步探究了DNAH1基因的3个外显子区域CNV与318只陕北白绒山羊产羔数的相关性,期望为山羊繁殖性状的遗传选育提供理论依据。本研究利用q PCR方法对DNAH1基因3个外显子区CNV突变鉴定,发现这3个突变位点均存在多态,即缺失(Loss)型、中间(Medium)型和获得(Gain)型。在CNV1(NC＿030829.1:g:48593201-48595200),CNV2(NC＿030829.1:g:48603601-48605200)和CNV3(NC＿030829.1:g:48617201-48618800)突变中,Gain基因型相比较Medium和Loss基因型均具有最高的产羔数(P<0.01)。提示位于DNAH1基因外显子区域的CNV1(NC＿030829.1:g:48593201-48595200),CNV2(NC＿030829.1:g:48603601-48605200)和CNV3(NC＿030829.1:g:48617201-48618800)突变均可作为山羊产羔数性状的有效分子标记。3.山羊MMAF相关的DNAH1基因SNP挖掘及其与产羔数的关联分析基于以上的INDEL和CNV突变的显著性研究结果,并且考虑到SNP检测方法较为复杂,耗时较长等方面,本研究最后检测DNAH1基因的SNP突变,并分析这些SNP突变与327只陕北白绒山羊母本产羔数的关联情况。根据DNAH1基因上游启动子附近预测的转录因子发现,上游存在10个SNP突变可能能差异结合C/EBPα、TBP、PR等多个与繁殖性状相关的转录因子,故本研究利用DNA测序方法挖掘DNAH1基因启动子附近的10个SNP突变并将其与陕北白绒山羊的产羔数进行关联分析。结果发现SNP1(rs665366227)、SNP3(rs638339874)、SNP4(rs653533484)、SNP5(rs646237158)、SNP7(rs640739292)、SNP9(rs656018411)和SNP10(rs644545438)位点均存在多态。根据关联分析结果,结果表明:SNP1(rs665366227)、SNP5(rs646237158)和SNP7(rs640739292)位点与陕北白绒山羊产羔数显著相关,这3个位点的野生型具有较高的产羔数,同时发现DNAH1基因的SNP1(rs665366227)、SNP5(rs646237158)、SNP7(rs640739292)和SNP10(rs644545438)位点属于强连锁关系(r~2>0.33)。这些结果提示:DNAH1具有丰富的遗传多态性,并可能通过连锁关系发挥影响产羔数性状的作用,可用于山羊产羔数性状的分子育种选育中。4.山羊MMAF相关基因关键突变组合基因型与山羊产羔数的关联分析产羔性状是一种复杂的数量性状,涉及到多个基因和基因座。因此,分析多个基因座对产羔数的连锁不平衡关系以及联合效应较为重要。本研究探索了MMAF相关基因的分子多态与山羊产羔数的关系,共发现8个多态位点与陕北白绒山羊产羔数显著或极显著相关,其中位于DNAH1基因内的DNAH1-SNP1(rs665366227)、DNAH1-SNP5(rs646237158)、DNAH1-SNP7(rs640739292)、DNAH1-P1(rs636295440)、DNAH1-CNV1(NC＿030829.1:g:48593201-48595200)、DNAH1-CNV2(NC＿030829.1:g:48603601-48605200)和DNAH1-CNV3(NC＿030829.1:g:48617201-48618800)位点均能显著影响山羊产羔数(P<0.05);位于CFAP43基因内的CFAP43-P20(rs644941577)位点能显著影响山羊产羔数(P<0.05)。在CNV与SNP突变位点与产羔数的组合效应分析中,结果发现共有18种组合基因型可用于关联分析,组合基因型11(Medium-Medium-Medium-AA-TT-CC)、16(Medium-Gain-Gain-AA-TT-CC)和17(Gain-Gain-Medium-AA-TT-CC)具有最高的产羔数,它们与组合基因型1(Loss-Loss-Loss-AA-TT-CC)和2(Loss-Loss-Loss-AG-TA-CT)均差异极显著(P<0.01)。通过连锁不平衡分析发现,只有位于DNAH1基因内的DNAH1-SNP1(rs665366227),DNAH1-SNP5(rs646237158)和DNAH1-SNP7(rs640739292)处于强连锁不平衡状态。结果说明以上8个位点可用于陕北白绒山羊繁殖性状的遗传选育。