中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (7): 1394-1406.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.07.014
赵真坚(), 王凯, 陈栋, 申琦, 余杨, 崔晟頔, 王俊戈, 陈子旸, 禹世欣, 陈佳苗, 王翔枫, 唐国庆()
收稿日期:
2023-10-18
接受日期:
2023-12-31
出版日期:
2024-04-01
发布日期:
2024-04-09
通信作者:
联系方式:
赵真坚,E-mail:530773281@qq.com。
基金资助:
ZHAO ZhenJian(), WANG Kai, CHEN Dong, SHEN Qi, YU Yang, CUI ShengDi, WANG JunGe, CHEN ZiYang, YU ShiXin, CHEN JiaMiao, WANG XiangFeng, TANG GuoQing()
Received:
2023-10-18
Accepted:
2023-12-31
Published:
2024-04-01
Online:
2024-04-09
摘要:
【背景】猪的肉质性状是重要的经济性状。研究影响各类肉质性状的分子机制,发掘关键基因,从而指导猪的遗传改良,对改善猪肉品质具有重要意义。当前肉质相关的机制研究主要是基于DNA的基因组研究,而对肉质性状的DNA甲基化研究以及结合基因组和甲基化组的综合分析却鲜有报道。【目的】通过基因组和DNA甲基化组联合分析,筛选、鉴定了影响猪肉质的潜在关键基因。为猪肉品质的遗传改良研究提供借鉴。【方法】检测了140头大白猪背最长肌的28个肉质性状,通过表观基因组关联分析(EWAS)与全基因组关联分析(GWAS)筛选了各性状显著关联的CpG和SNP位点。随后以SNP为协变量对GWAS和EWAS重叠的显著关联位点进行条件关联分析,进一步筛选具有独立效应的CpG位点。然后以CpG位点的甲基化水平为因变量,以SNP为自变量进行关联分析从而鉴定甲基化数量性状位点(meQTL)。最后使用顺式甲基化数量性状位点(cis-meQTL)作为工具变量进行孟德尔随机化分析,从而推断cis-meQTL与表型之间的因果关系,同时对位点进行注释,鉴定潜在的关键基因。【结果】(1)在屠宰45 min黄度值(b45min)、滴水损失(DL)、二十二碳六烯酸(C22:6n-3)3个肉质性状上,EWAS和GWAS在相同基因组区域鉴定到显著关联位点。(2)b45min的7个CpG位点在条件关联分析后仍保持显著,DL有1个CpG位点在条件关联分析后仍保持显著,而C22:6n-3的3个位点在使用SNP作为协变量分析后不再显著,表明EWAS鉴定的b45min的7个CpG位点和DL的1个CpG位点的显著关联不受附近的显著SNP影响。(3)b45min的7个CpG位点和DL的1个CpG位点共鉴定了10个meQTL,但绝大多数是trans-meQTL,只有一个CpG位点(SSC12:44 254 675 bp)鉴定到一个cis-meQTL,表明该位点可能受到近距离SNP调控。(4)孟德尔随机化分析显示该CpG位点(SSC12:44 254 675 bp)与b45min表型存在一定的因果关联。(5)对该位点注释发现,距离CpG位点(SSC12:44 254 675 bp)和其cis-meQTL最近的基因是NOS2,且CpG位点位于NOS2基因内。【结论】综合DNA甲基化组合基因组数据联合分析结果,可以推测NOS2基因是肉色性状关键候选基因,其DNA甲基化、SNP共同作用调控基因表达,进而影响肉色性状相关基因表达。
赵真坚, 王凯, 陈栋, 申琦, 余杨, 崔晟頔, 王俊戈, 陈子旸, 禹世欣, 陈佳苗, 王翔枫, 唐国庆. 基因组和DNA甲基化组联合分析筛选猪肉质性状关键基因[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1394-1406.
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表1
GWAS和EWAS重叠的显著关联信号统计"
性状 Trait | GWAS关联 GWAS associations | EWAS关联 EWAS associations | ||
---|---|---|---|---|
染色体SSC | 位点或区域 Position or Region (bp) | SNP数量 Number of SNP | CpG位点 CpG site (bp) | |
b45min | 1 | 4049232 | 1 | SSC1:4667485 |
b45min | 6 | 5191168-5483926 | 10 | SSC6:4737404 |
b45min | 7 | 9770008-10877899 | 20 | SSC7:10489621 |
b45min | 10 | 35692369 | 1 | SSC10:36329538 |
b45min | 12 | 44218560 | 1 | SSC12:44254675 |
b45min | 14 | 17744509-18820911 | 19 | SSC14:17859513 |
b45min | 18 | 49231979-50010893 | 7 | SSC18:48429425 |
b45min | 18 | 49231979-50010893 | 7 | SSC18:50979305 |
DL | 7 | 121791317 | 1 | SSC7:120954182 |
C22:6n-3 | 4 | 101860069-103765886 | 146 | SSC4:102796889 |
C22:6n-3 | 4 | 101860069-103765886 | 146 | SSC4:103218200 |
C22:6n-3 | 4 | 101860069-103765886 | 146 | SSC4:103552805 |
表2
对GWAS与EWAS共同的显著信号条件关联分析结果"
性状Trait | CpG位点 CpG site (bp) | 染色体SSC | 位置 Position (bp) | P value (EWAS) | P value (after correct) |
---|---|---|---|---|---|
b45min | SSC1: 4667485 | 1 | 4667485 | 3.95E-9 | 3.95E-9 |
SSC6: 4737404 | 6 | 4737404 | 7.59E-9 | 0.35 | |
SSC7: 10489621 | 7 | 10489621 | 1.53E-9 | 1.53E-9 | |
SSC10: 36329538 | 10 | 36329538 | 2.76E-13 | 2.76E-13 | |
SSC12: 44254675 | 12 | 44254675 | 5.45E-9 | 5.45E-9 | |
SSC14: 17859513 | 14 | 17859513 | 1.26E-9 | 1.26E-9 | |
SSC18: 48429425 | 18 | 48429425 | 1.06E-10 | 1.06E-10 | |
SSC18: 50979305 | 18 | 50979305 | 1.18E-9 | 1.18E-9 | |
DL | SSC7: 120954182 | 7 | 120954182 | 7.79E-9 | 7.79E-9 |
C22:6n-3 | SSC4: 102796889 | 4 | 102796889 | 1.32E-12 | 0.99 |
SSC4: 103218200 | 4 | 103218200 | 3.32E-9 | 0.13 | |
SSC4: 103552805 | 4 | 103552805 | 1.32E-12 | 0.99 |
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