姜曲海猪50K SNP液相芯片的研发与应用

　　姜曲海猪是由大花脸猪和淮猪经过多种形式的杂交和长期选育而逐渐形成的，兼具两者的特征。早在1818年，《海曲拾遗》一书中就有关于本地猪不同于淮北苦脸猪的记载，这表明当时已形成了一个与淮猪不同的新类型，即现代姜曲海猪。姜曲海猪性情温驯、适应性强、性成熟早、繁殖力高、肉质细嫩、味道鲜美，但生长速度较慢、瘦肉率低。2021年第三次全国畜禽遗传资源普查显示，江苏省仅有1,521头姜曲海猪，其中种公猪15头，基础母猪343头。姜曲海猪被列为濒临灭绝物种，保种群体较小，易导致近亲繁殖，因此品种鉴定、亲缘关系鉴定和家系构建对姜曲海猪的保护至关重要。
　　单核苷酸多态性（SNP）是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。SNP数量多、分布广泛，适用于快速、规模化筛查，易于基因分型，已成为畜禽品种鉴定、亲缘关系鉴定和家系构建的重要工具。传统的商用猪SNP芯片如Neogen公司研发的GGP 50K和江西农业大学研发的中芯一号等，主要基于杜洛克猪参考基因组，无法准确对地方猪进行相关鉴定。基于靶向捕获测序技术（GBTS）的液相芯片具有平台广适性、标记灵活性、检测高效性、信息可加性、支撑便携性和应用广谱性等优势，逐渐成为SNP芯片的革命性技术。
　　研究团队使用Illumina测序平台对62头姜曲海猪进行了高通量测序，并结合世界范围内40个品种707头猪的重测序数据，平均测序深度在10倍以上。通过去除接头污染、低质量读段和含N比例过高的读段后，获得高质量的Clean Reads。随后，使用BWA软件将这些读段比对到参考基因组（Sscrofa11.1），并利用GATK软件进行突变检测。根据一系列严格的标准进行过滤后，最终获得了17,419,845个高质量的SNPs。
　　针对高质量突变位点集，研究团队利用Plink软件计算每个群体的等位基因频率，并选择MAF差值绝对值大于0.7的位点作为姜曲海猪品种鉴定位点。按照基因组均匀分布的原则，在芯片上补充背景SNP位点。每个窗口内优先保留VIP位点，若无VIP位点则选择MAF值最高的位点，并进行质量控制。最终设计并合成了包含50,014个SNP位点的姜曲海猪50K SNP液相芯片。该芯片用于验证时，表现出较高的检出率和分型一致率，证明其可用于大量样本的检测。
　　通过主成分分析（PCA），姜曲海猪液相芯片能够有效区分姜曲海猪与其他猪种，进一步验证了其品种特异性。二花脸猪和枫泾猪聚为一类，杜洛克猪、大白猪和长白猪聚为另一类，苏姜猪则靠近西方猪。IBS距离矩阵和G矩阵分析表明，姜曲海猪保种群中部分个体间的亲缘关系较近，多数个体间的亲缘关系呈中等程度。此外，姜曲海猪保种群被划分为6个含有公猪的家系和1个不含公猪的家系，为降低群体近交增量提供了科学依据。
　　本研究基于41个猪品种769个个体的重测序数据和靶向捕获测序技术研发了一款姜曲海猪50K SNP液相芯片，该芯片位点分布均匀，样本检出率、位点检出率和分型一致率较高，可以应用于姜曲海猪的品种鉴定、亲缘关系鉴定和家系构建，有助于推动姜曲海猪的保护。未来的研究可以在现有基础上增加重要经济功能位点，调整芯片密度，制成更加经济实用的芯片。


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