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原始研究的文章gydF4y2Ba

前面。麝猫。,13January 2023
秒。家畜基因组学gydF4y2Ba
卷13 - 2022 |gydF4y2Ba https://doi.org/10.3389/fgene.2022.1070783gydF4y2Ba

独特的混合血统的痕迹在西方商业从中国地方品种猪后基因组的基因流动gydF4y2Ba

www.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2BaYebo彭gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2Bawww.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba卡坦FL DerksgydF4y2Ba 2、3gydF4y2Ba,gydF4y2Bawww.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba上午Martien GroenengydF4y2Ba 2gydF4y2Ba,gydF4y2Bawww.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2BaYiqiang赵gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba和gydF4y2Bawww.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2BaMirte博斯gydF4y2Ba 2、4gydF4y2Ba*gydF4y2Ba
  • 1gydF4y2Ba国家重点实验室Agrobiotechnology,生物科学学院,中国农业大学,北京,中国gydF4y2Ba
  • 2gydF4y2Ba动物育种和基因组学,瓦赫宁根大学和研究,荷兰瓦赫宁根gydF4y2Ba
  • 3gydF4y2BaBeuningen Topigs Norsvin研究中心,荷兰gydF4y2Ba
  • 4gydF4y2Ba阿姆斯特丹研究院的生活和环境(生活),阿姆斯特丹自由大学,荷兰阿姆斯特丹gydF4y2Ba

研究不同牲畜品种之间的基因流动有利于发现生产性状相关的基因,并提供洞察人类历史的繁殖。中国猪育种中发挥了不可或缺的作用的西方商业的猪。然而,时间和体积的差异的贡献来自中国不同地区的西方的猪还不明显。在本文中,我们把592头猪的全基因组测序数据从不同的研究和阐释模式的基因流从中国到西方商业的猪。我们描述基因渗入模式从四个不同的中国土著群体进入五个西方商业集团。有相当大的差异的数量和长度假定introgressed段从中国猪组织导致西方商业品种。猪的贡献从不同的中国地理位置给定的西方商业品种多样的多,从一个特定的中国猪群不同的西方商业品种,暗示外加剂基因渗入后在欧洲。在不同的西方商业行相同的品种,从一个给定的基因渗入模式中国猪集团似乎高度保守的,这表明中国猪的基因渗入西方商业猪品种主要发生在繁殖形成的早期阶段。最后,基于基因渗入的分析信号,等位基因频率,和选择的足迹,我们确定了∼2.65 Mb Chinese-derived单体型下选择杜洛克猪猪(CHR14: 95.68 - -98.33 Mb)。功能和表型研究证明这一点gydF4y2BaPRKG1gydF4y2Ba单体型与杜洛克猪的猪背膘和腰深度。总的来说,我们证明国内猪的基因渗入的历史是复杂的和西方商业猪包含不同的混合血统的痕迹,可能来自各式各样的中国猪品种。gydF4y2Ba

1介绍gydF4y2Ba

渐渗现象和杂交扮演了不同的角色在植物和动物进化的多样性(gydF4y2Ba道林·西科尔,1997gydF4y2Ba;gydF4y2Ba锤,2005gydF4y2Ba;gydF4y2Ba阿诺德et al ., 2008gydF4y2Ba;gydF4y2BaStukenbrock 2016gydF4y2Ba;gydF4y2Ba格兰特和格兰特,2019gydF4y2Ba)。从妹妹血统遗传物质introgressed经常被植物和动物进化的适应性(gydF4y2BaDowling et al ., 2016gydF4y2Ba;gydF4y2BaBurgarella et al ., 2019gydF4y2Ba;gydF4y2Ba简森et al ., 2019gydF4y2Ba;gydF4y2Ba曹et al ., 2021gydF4y2Ba)。在野生动物和植物,适应性基因渗入扮演了一个至关重要的角色,在抗病和环境适应。例子需要基因渗入gydF4y2Bap . trichocarpagydF4y2Ba(gydF4y2BaSuarez-Gonzalez et al ., 2016gydF4y2Ba;gydF4y2BaSuarez-Gonzalez et al ., 2018gydF4y2Ba),gydF4y2Ba玉米gydF4y2Ba(gydF4y2BaHufford et al ., 2013gydF4y2Ba)、羊(gydF4y2Ba曹et al ., 2021gydF4y2Ba)。有时形态特征变化,例如,翼模式gydF4y2Ba邮差gydF4y2Ba蝴蝶(gydF4y2BaPardo-Diaz et al ., 2012gydF4y2Ba;gydF4y2BaEnciso-Romero et al ., 2017gydF4y2Ba)。现代人类的一种变体gydF4y2BaEPAS1gydF4y2Ba从丹尼索瓦人基因引入到西藏,这已经被证明有利于西藏人的适应高海拔地区(Huerta-Sanchez et al ., 2014;gydF4y2Ba张w . et al ., 2020gydF4y2Ba)。然而,introgressed单也有不利影响。例子是2型糖尿病的风险因素,红斑狼疮,胆汁性肝硬化(gydF4y2BaSankararaman et al ., 2014gydF4y2Ba),甚至COVID-19继承从尼安德特人(gydF4y2BaZeberg Paabo, 2020gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

人类活动影响了全球75%的土地面积在过去的一万年里(gydF4y2Ba文特尔et al ., 2016gydF4y2Ba;gydF4y2Ba布洛克et al ., 2018gydF4y2Ba)。驯化和分散的宠物、植物和家畜强烈改变动植物的全球分布(gydF4y2BaWichmann et al ., 2009gydF4y2Ba;gydF4y2BaOttoni et al ., 2013gydF4y2Ba;gydF4y2Ba科赫et al ., 2015gydF4y2Ba;gydF4y2Ba布洛克et al ., 2018gydF4y2Ba)。在第一次工业革命,人类有意提拔当地的动物和植物的杂交品种,加快育种进程。人工中介杂交不同品种之间一直是一个重要的因素在塑造国内植物和动物的基因和表型多样性(gydF4y2Ba拉尔森和汉堡,2013gydF4y2Ba;gydF4y2Ba孟et al ., 2018gydF4y2Ba)。蒙古牦牛杂交牛的祖先改善管理和育种(gydF4y2BaMedugorac et al ., 2017gydF4y2Ba)。同样,单从黑白花牛introgressed和棕色瑞士影响牛奶中的蛋白质和脂肪含量,崩解特性,身体形态,饲料效率,尸体和肥力特征(gydF4y2BaZhang et al ., 2018gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

猪有悠久历史的掺合料。在属gydF4y2BaSusgydF4y2Ba,post-divergence种间外加剂的驯化之前发生gydF4y2Ba野猪gydF4y2Ba(gydF4y2Ba弗朗茨·l·a·f . et al ., 2013gydF4y2Ba;gydF4y2Ba弗朗茨et al ., 2014gydF4y2Ba;gydF4y2Ba弗朗茨et al ., 2016gydF4y2Ba;gydF4y2Ba刘et al ., 2019gydF4y2Ba)。为gydF4y2BaSus。scrofagydF4y2Ba,gydF4y2BaSus。cebifronsgydF4y2Ba,gydF4y2BaSus。verrucosusgydF4y2Ba,约23%的基因组受到外加剂在晚更新世气候过渡(gydF4y2Ba弗朗茨et al ., 2014gydF4y2Ba)。基因流之间也发生了广泛驯化猪与其野生祖先驯化过程中(gydF4y2BaGiuffra et al ., 2000gydF4y2Ba;gydF4y2Ba弗朗茨a . c . et al ., 2013gydF4y2Ba;gydF4y2Ba朱et al ., 2017gydF4y2Ba)。中国和西方之间的杂交动物可以追溯到公元1 st-fourth世纪(gydF4y2Ba王et al ., 2011gydF4y2Ba)。历史记录报告,中国猪不断传入欧洲的改善从18世纪地方猪品种(gydF4y2BaGiuffra et al ., 2000gydF4y2Ba;gydF4y2Ba王et al ., 2011gydF4y2Ba;gydF4y2Ba白色,2011gydF4y2Ba),其次是引入美国从19世纪开始gydF4y2Ba王et al ., 2011gydF4y2Ba;gydF4y2Ba白色,2011gydF4y2Ba)。亦然,西方商业头猪被引入中国以来,20世纪初(gydF4y2Ba王et al ., 2011gydF4y2Ba;gydF4y2Ba白色,2011gydF4y2Ba)。中国和西方之间的复杂混合历史猪已经塑造了现在的猪基因组景观。gydF4y2Ba

在中国有118个本地猪品种(gydF4y2BaMegens et al ., 2007gydF4y2Ba)与不同表型特征。特点为中国东部猪性成熟早期,更高的排卵数,和更高的窝大小(> 15对一些品种)(gydF4y2Ba王et al ., 2011gydF4y2Ba)。南方中国猪的繁殖性能较低(8 - 10小猪每平价Luchan猪),薄的皮肤,和出色的耐热性(gydF4y2Ba王et al ., 2011gydF4y2Ba;gydF4y2Ba陈et al ., 2020gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

近年来,在西方猪基因组研究揭示了一些中国单体型可能introgressed和选择的品种。gydF4y2BaAHRgydF4y2Ba是一种毒性和fertility-related基因(gydF4y2Ba丹尼森et al ., 2011gydF4y2Ba;gydF4y2BaOnteru et al ., 2012gydF4y2Ba)。从中国一代introgressed到荷兰大白色猪(gydF4y2Ba宝仕et al ., 2014gydF4y2Ba)。基于Illumina公司猪60 K SNP Beadchip Erhualian数据集,白色杜洛克猪×Erhualian F2人口,杜洛克猪和长白猪猪。杨等人发现的突变gydF4y2BaVRTNgydF4y2Ba增加椎数,畜体长度和乳头数猪和继承中国西部Erhualian猪(gydF4y2Ba杨et al ., 2016gydF4y2Ba)。肉质量相关基因(gydF4y2BaSAL1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba组织gydF4y2Ba)和fertility-related基因(gydF4y2BaGNRHRgydF4y2Ba,gydF4y2BaGNRH1gydF4y2Ba),报告被赵introgressed到杜洛克猪从梅山猪et al .,使用全基因组重排序数据的32中国梅山和31杜洛克猪的猪(gydF4y2Ba赵et al ., 2018gydF4y2Ba)。最近,陈等人也探索了全基因组测序数据从266年欧亚野猪和国内猪。他们发现gydF4y2BaGOLM1-NAA35gydF4y2Ba一个基因,负责细胞因子白介素6 (il - 6)在人类免疫细胞(生产gydF4y2Ba李et al ., 2016gydF4y2Ba),是继承了中国从南猪(SCN)在法国大白色(LWHFR) (gydF4y2Ba陈et al ., 2020gydF4y2Ba)。他们还发现单体型生成gydF4y2BaKATNAL1gydF4y2Ba起源于东方中国猪(ECN)猪和一直在选择增加生育LWHFR猪。尽管只有LWHFR包括和两个中国本地猪组,他们的研究提供了新颖的视角,从中国猪基因渗入商业品种可能相差很大。因此,在当前的研究中我们广泛探索基因渗入的来源和基因组区域包含大规模introgressed段,包括多个西方猪品种和亚洲品种广泛的抽样。gydF4y2Ba

因此,许多来自中国地方猪基因组片段导致良好的特点,西方商业品种已确定(gydF4y2Ba宝仕et al ., 2014gydF4y2Ba;gydF4y2Ba弗朗茨et al ., 2015gydF4y2Ba;gydF4y2Ba陈et al ., 2017gydF4y2Ba;gydF4y2Ba陈et al ., 2020gydF4y2Ba;gydF4y2Ba王et al ., 2020gydF4y2Ba),但这些记录是零星的,没有进行系统的调查。广泛的基因渗入这些情节和改善西方如何与动物驯化猪来自亚洲,在中国,这些猪的起源,还有很多无法回答的问题有待解决。尽管中国的猪是高度多态(gydF4y2BaAmaral et al ., 2008gydF4y2Ba;gydF4y2Ba弗朗茨a . c . et al ., 2013gydF4y2Ba;gydF4y2Ba赵et al ., 2019gydF4y2Ba),他们形成一个紧密的基因群,有一个广泛的基因交流(当地)品种(gydF4y2Ba黄et al ., 2020gydF4y2Ba)。理清introgressed单体型的来源将揭示历史育种实践,帮助理解表型改变的分子机制,并对未来育种具有重要意义。gydF4y2Ba

尽管基因渗入的总体水平从中国西方商业品种猪似乎跨品种相对稳定,潜在的单体型,基因组位点和品种的起源可能不同(gydF4y2Ba宝仕et al ., 2014gydF4y2Ba)。在本文中,我们提出一个全面研究猪的基因流从不同的中国起源成五个不同西方商业行和说明全球单体型的差异基因渗入捐助者与接受者之间的模式组合。gydF4y2Ba

2材料和方法gydF4y2Ba

2.1 SNP的召唤,逐步和非难gydF4y2Ba

数据分析在当前的研究可从NCBI序列读取存档(gydF4y2Bahttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/gydF4y2Ba项目PRJEB1683(下)gydF4y2BaGroenen et al ., 2012gydF4y2Ba),PRJEB29465 (gydF4y2BaGrahofer et al ., 2019gydF4y2Ba),PRJEB9922 (gydF4y2Ba弗朗茨et al ., 2015gydF4y2Ba),PRJNA186497 (gydF4y2Ba李et al ., 2013gydF4y2Ba),PRJNA213179 (gydF4y2BaAi et al ., 2015gydF4y2Ba)、PRJNA231897 PRJNA238851 (gydF4y2Ba王et al ., 2015gydF4y2Ba)、PRJNA254936 PRJNA255085 (gydF4y2Ba拉米雷斯et al ., 2015gydF4y2Ba),PRJNA260763 (gydF4y2Ba崔et al ., 2015gydF4y2Ba)、PRJNA273907 PRJNA305081、PRJNA305975 PRJNA309108 (gydF4y2Ba李et al ., 2017gydF4y2Ba)、PRJNA314580 PRJNA320525 (gydF4y2Ba比安科et al ., 2015gydF4y2Ba)、PRJNA320526 PRJNA320527、PRJNA322309 PRJNA369600 PRJNA378496 (gydF4y2Ba赵et al ., 2018gydF4y2Ba),PRJNA398176 (gydF4y2Ba朱et al ., 2017gydF4y2Ba)、PRJNA438040 PRJNA488327 (gydF4y2Ba燕et al ., 2018gydF4y2Ba),PRJNA488960 (gydF4y2Ba张y . et al ., 2020gydF4y2Ba),PRJNA524263 (gydF4y2Ba张w . et al ., 2020gydF4y2Ba)和PRJNA550237 (gydF4y2Ba陈et al ., 2020gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

总共有730个样本包括与亚洲、西方,家养和野生的背景(见表S1)。生读对齐到Sscrofa11.1参考基因组(gydF4y2BaWarr et al ., 2020gydF4y2Ba)使用bwa-mem算法(gydF4y2Ba李和杜宾,2009年gydF4y2Ba)。Samtools-v1.8 (gydF4y2Ba李,2011gydF4y2Ba)是用于排序、合并和标记潜在PCR重复。最后,haplotype-based变体进行了检测与freeBayes-v1.1 (——min-base-quality 10——20 min-mapping-quality min-alternate-fraction 0.2 haplotype-length 0——pooled-continuous倍性2——min-alternate-count 2) (gydF4y2Ba驻军,2012后gydF4y2Ba)。SNP调用后,SNP位点筛选和保留质量值大于20 (vcffilter - f“战> 20”)。进一步进行了质量控制用以下标准:小等位基因频率(加)> 0.01,缺失率< 0.01,叫率> 90%,样品的测序深度> 4。满足上述条件的个人和位点保留了进一步分析,并分配给他们的特定的背景(193中国本土猪、30亚洲野猪,13尤卡坦mini-pigs西方野猪40,298年西方商业猪和18野生猪科;gydF4y2Ba补充表S1gydF4y2Ba)。最后,逐步和归责进行基于此数据集与小猎犬号5.1 (gydF4y2Ba布朗宁et al ., 2018gydF4y2Ba;gydF4y2Ba布朗宁et al ., 2021gydF4y2Ba)(窗口= 4 = 20重叠gp = true美联社= true)。gydF4y2Ba

2.2遗传结构分析gydF4y2Ba

T-SNE首次进行降维gydF4y2Basklearn。manifold.TSNEgydF4y2Ba(gydF4y2Ban_componentsgydF4y2Ba= 2,gydF4y2Ba困惑gydF4y2Ba高质量= 24)scikit-learn-0.23.1 python包gydF4y2BaSus。ScrofagydF4y2Ba样本。构建Neighbor-joining树(NJ-tree),我们计算了IBS距离矩阵叮铃声- 1.9分阶段SNP数据与默认参数。然后NJ-tree是由fastME-v2.15 (1 - d - m N - b 10000 - t - s - i) (gydF4y2BaLefort et al ., 2015gydF4y2Ba),gydF4y2BaSus cebifronsgydF4y2Ba外围集团。树被iTOl-v5策划在线工具(gydF4y2BaLetunic博克,2021gydF4y2Ba)。基于模型的全球祖先估计进行了掺合料- 1.3 (b10 c10) (gydF4y2Ba亚历山大et al ., 2009gydF4y2Ba)和交叉验证评估最合适的增殖系数粘度值。gydF4y2Ba

2.3当地基因渗入检测gydF4y2Ba

西方野猪和尤卡坦minipigs结合西方单基因渗入的研究背景。中国企业被设置为供体人口为每个商业线。然后假定的基因渗入段检测每个捐助者与接受者的结合相对Identity-by-descent (rIBD)方法使用全基因组测序数据(gydF4y2Ba宝仕et al ., 2014gydF4y2Ba)。Identity-by-descent (IBD)检测与refinedIBD算法进行修剪(长度= 0.1 = 0.01 lod = 1) (gydF4y2Ba褐变和褐变,2013年gydF4y2Ba)。这些参数调整检测不仅段是相同的,但部分相似的起源(即。西方或亚洲)显示,中国和欧洲之间的相似性高于预期的祖先。gydF4y2Ba

rIBD值是计算重叠垃圾箱10 kb的基因组。每本,我们rIBD值用以下公式计算:gydF4y2Ba rgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba BgydF4y2Ba DgydF4y2Ba =gydF4y2Ba ngydF4y2Ba 我gydF4y2Ba BgydF4y2Ba DgydF4y2Ba RgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba DgydF4y2Ba −gydF4y2Ba ngydF4y2Ba 我gydF4y2Ba BgydF4y2Ba DgydF4y2Ba RgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba BgydF4y2Ba 。gydF4y2Ba ngydF4y2Ba 我gydF4y2Ba BgydF4y2Ba DgydF4y2Ba RgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba DgydF4y2Ba 表示规范化IBD recipient-donor副(nIBD)值,gydF4y2Ba ngydF4y2Ba 我gydF4y2Ba BgydF4y2Ba DgydF4y2Ba RgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba BgydF4y2Ba 表示nIBD recipient-background价值。gydF4y2Ba ngydF4y2Ba 我gydF4y2Ba BgydF4y2Ba DgydF4y2Ba =gydF4y2Ba CgydF4y2Ba ogydF4y2Ba ugydF4y2Ba ngydF4y2Ba tgydF4y2Ba _gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba BgydF4y2Ba DgydF4y2Ba TgydF4y2Ba ogydF4y2Ba tgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba lgydF4y2Ba _gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba BgydF4y2Ba DgydF4y2Ba ,Count_IBDgydF4y2Ba =gydF4y2Ba group1和group2之间共享IBD计数,gydF4y2Ba TgydF4y2Ba ogydF4y2Ba tgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba lgydF4y2Ba _gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba BgydF4y2Ba DgydF4y2Ba =gydF4y2Ba NgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba *gydF4y2Ba NgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 。NgydF4y2Ba1gydF4y2Ba和NgydF4y2Ba2gydF4y2Ba分别是group1的样本大小和group2。这样,rIBD > 0表示,商业品种(接受者)股票更IBD的痕迹与中国本土(供体)比西方背景,因此从捐赠者表示基因渗入到收件人。相比之下,负面rIBD值表示的数量单由收件人共享和背景的人口大于与捐赠者的轨迹。然后我们进行了z变换rIBD值的平均值和标准偏差值整体从所有捐助者与接受者对炎症性肠病。我们选择独立假定基因渗入垃圾箱Z-rIBD阈值μ+ 2σ的每一对gydF4y2BaμgydF4y2Ba和gydF4y2BaσgydF4y2BaZ-rIBD值的平均值和标准偏差。积极显著Z-rIBD值从而表明假定从中国品种基因渗入到西方商业猪。gydF4y2Ba

2.4重叠比率Z-rIBD段gydF4y2Ba

测量重要积极/消极的巧合Z-rIBD碎片不同供体接受者之间,我们计算重叠率由以下公式:gydF4y2Ba

OgydF4y2Ba vgydF4y2Ba egydF4y2Ba rgydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba pgydF4y2Ba pgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ngydF4y2Ba ggydF4y2Ba rgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba tgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ogydF4y2Ba CgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba :gydF4y2Ba BgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba −gydF4y2Ba NgydF4y2Ba ogydF4y2Ba ngydF4y2Ba egydF4y2Ba ogydF4y2Ba vgydF4y2Ba egydF4y2Ba rgydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba pgydF4y2Ba pgydF4y2Ba egydF4y2Ba dgydF4y2Ba CgydF4y2Ba ogydF4y2Ba ugydF4y2Ba ngydF4y2Ba tgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba CgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba +gydF4y2Ba NgydF4y2Ba ogydF4y2Ba ngydF4y2Ba egydF4y2Ba ogydF4y2Ba vgydF4y2Ba egydF4y2Ba rgydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba pgydF4y2Ba pgydF4y2Ba egydF4y2Ba dgydF4y2Ba CgydF4y2Ba ogydF4y2Ba ugydF4y2Ba ngydF4y2Ba tgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba CgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba BgydF4y2Ba TgydF4y2Ba ogydF4y2Ba tgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba lgydF4y2Ba CgydF4y2Ba ogydF4y2Ba ugydF4y2Ba ngydF4y2Ba tgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba CgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba +gydF4y2Ba TgydF4y2Ba ogydF4y2Ba tgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba lgydF4y2Ba CgydF4y2Ba ogydF4y2Ba ugydF4y2Ba ngydF4y2Ba tgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba CgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba BgydF4y2Ba

在A, B, C表示三个人口。当我们之间的重叠程度比较“C - >”和“C - > B”,人口C表示一个捐赠者人口虽然A和B表示两个不同的收件人。比较之间的重叠程度“- > C”和“B - > C”,人口C表示收件人而A和B表示两个不同的捐赠者。gydF4y2Ba NgydF4y2Ba ogydF4y2Ba ngydF4y2Ba egydF4y2Ba ogydF4y2Ba vgydF4y2Ba egydF4y2Ba rgydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba pgydF4y2Ba pgydF4y2Ba egydF4y2Ba dgydF4y2Ba CgydF4y2Ba ogydF4y2Ba ugydF4y2Ba ngydF4y2Ba tgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba CgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba :积极/消极的碎片的数量/箱之间共享C,但不是与B。gydF4y2Ba TgydF4y2Ba ogydF4y2Ba tgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba lgydF4y2Ba CgydF4y2Ba ogydF4y2Ba ugydF4y2Ba ngydF4y2Ba tgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba CgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba :积极/消极的总数由C和共享一个碎片。gydF4y2Ba

2.5选择扫描分析gydF4y2Ba

最近我们进行基因组扫描来检测适应性基因渗入事件从收件人数量只使用多态数据,使用VolcanoFinder-v.1.0工具(gydF4y2BaSetter et al ., 2020gydF4y2Ba)。祖先基因组由16路Enredo-Pecan-Ortheu多个校准文件,从运用下载v。103数据库(gydF4y2Bahttps://www.ensembl.org/gydF4y2Ba)。我们获得了等位基因频率和非规范网站频谱Volcanofinder所需文件,并根据标准进行分析从Volcanofinder工作流(gydF4y2Bahttps://doi.org/10.5061/dryad.7h44j0zr7gydF4y2Ba)(gydF4y2BaSetter et al ., 2020gydF4y2Ba)。最后,祖先的等位基因变异被极化的状态和用作VolcanoFinder-v1.0输入(——30000年,1 1 1)(gydF4y2BaSetter et al ., 2020gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

2.6选择基因渗入部分进行进一步分析gydF4y2Ba

连续定位重要introgressed段,我们合并重要ZrIBD箱为一个基因渗入段。我们排名基因渗入部分区段长度作为第一标准,平均rIBD值作为第二个。然后,我们选择了段长度大于11 Kb和日志(10)似然比选择性扫描的足迹> 11(0.95分位数)。之后,我们计算introgressed段的长度,选择扫描足迹,平均ZrIBD值和平均每个基因渗入段小等位基因频率,选择匹配的所有标准的部分热门候选人进行进一步分析。gydF4y2Ba

2.7单体型起源跟踪gydF4y2Ba

追踪单体型的起源,等位基因是第一次加入到“FASTA格式顺序从阶段性VCF文件由一个内部的python脚本。感兴趣的基因组区域,变异属于同一个单体型被加入一个序列。这些单因此由一系列变异来源于阶段性VCF。随后,苏格兰民族党距离矩阵计算之间的单体型与SNP-dists v0.7.0 (gydF4y2Bahttps://github.com/tseemann/snp-distsgydF4y2Ba)。最后,进行层次聚类在使用gplots R包中。帕特森的D-statistics (gydF4y2Ba帕特森et al ., 2012gydF4y2Ba)计算Dtrios (-j100) Dsuite v0.4 (gydF4y2BaMalinsky et al ., 2021gydF4y2Ba)工具软件包。gydF4y2Ba

2.8确定Chinese-derived等位基因gydF4y2Ba

我们指等位基因作为“Chinese-derived等位基因”当它发生在中国和杜洛克猪,但几乎没有在欧洲野猪。所以“Chinese-derived等位基因”应该匹配以下标准:1)等位基因频率在杜洛克猪猪≥0.1.2)。等位基因频率在任何中国地方猪组织≥0.1.3)等位基因频率在欧洲野猪≤0.0125(即。,只有一个欧洲野猪在40公猪等位基因杂合的)。gydF4y2Ba

2.9候选人变体选择和LD计算gydF4y2Ba

Chinese-derived变种被snpEff-v5.0注释(gydF4y2BaCingolani et al ., 2012gydF4y2Ba)。查明潜在的因果与高影响表型变异,变异是然后使用pCADD的phr得分排名。短暂,pCADD是“猪结合注释依赖损耗”,得分在猪基因组单核苷酸变异模型的假定的deleteriousness,或对表型的影响,基于注释的组合,看看(gydF4y2Ba总值et al ., 2020gydF4y2Ba)。pCADD模型最初的CADD pig-specific变体模型,是对人类开发的aimd旨在区分中性变异与高变异的影响。然后,选择“候选人变体”由以下原则:1)phr得分> 4.3(整个基因组平均值)。2)错义变体,3′UTR变体,或者5′UTR变体。gydF4y2Ba

LD的代理单核苷酸多态性水平与其他变量的序列数据计算了叮铃声v1.90b6 (——ld-snp new14_97387849——ld-window 3000——3000年ld-window-kb r2——ld-window-r2 0)杜洛克猪的人口。意味着r2值代理SNP与其他变量之间在每一块被用作代理SNP的LD水平块。gydF4y2Ba

2.10 SNP选择illumina公司50 K SNP数组数据集gydF4y2Ba

能够测试的表型影响Chinese-derived introgressed单14号染色体上,我们想扩大样本容量,通过融合基因型数据从商业杜洛克猪的猪。获得的基因型数据从常规筛选猪Topigs Norsvin猪基因分型的(Illumina公司)Geneseek定制50 K SNP芯片与50689个SNP (50 K)(美国东北林肯)。基于染色体位置gydF4y2BaSscrofa11.1gydF4y2Ba参考组装。在我们组re-sequenced杜洛克猪的猪,snp过滤使用以下要求:每一个标记,我们有一个大于0.01,一个电话率大于0.85,和一种动物叫率> 0.7。单核苷酸多态性与gydF4y2BapgydF4y2Ba价值低于1×10gydF4y2Ba−5gydF4y2Ba哈迪温伯格平衡精确测试也被丢弃。所有预处理步骤进行使用叮铃声v1.90b3.30 (gydF4y2BaChang et al ., 2015gydF4y2Ba)。SNP 14号染色体上保留进一步LD分析辨认SNP与候选人变异最高LD introgressed单体型。我们测试了LD的候选snp序列之间50 K的亚洲派生的单体型和snp芯片usingplink - 1.9 (——ld-snp new14_97387849——ld-window 3000——3000年ld-window-kb r2——ld-window-r2 0)。gydF4y2Ba

2.11 Phenotype-genotype协会gydF4y2Ba

估计基因型生产性状的影响,我们使用了候选SNP基因型数据从11255年杜洛克猪动物(并不是所有的动物都表型)来测试我们的协会introgressed等位基因具有以下特征:单日涨幅从出生到Tstart(25公斤)9921年的动物,从Tstart单日涨幅往往(25 - 120公斤)10986年动物,背膘在7192年120公斤(往往)动物,最后瘦肉比例和腰深度(120公斤)分别在7688年和7192年的动物。修正后的所有特征的表型每只动物被Topigs从常规遗传评估获得Norsvin。然后,对于每一个特征,我们进行了韦尔奇的gydF4y2BatgydF4y2Ba以及(意义阈值gydF4y2BapgydF4y2Ba< 0.05)测试不同基因型的表型的差异在我们的候选SNP,被分配到欧洲或亚洲的背景。gydF4y2Ba

3的结果gydF4y2Ba

3.1数据收集gydF4y2Ba

我们收集了730个样本(gydF4y2Ba补充表S1gydF4y2Ba从NCBI) (gydF4y2Bahttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/gydF4y2Ba)和SNP进行调用与freeBayes-v1.1 (gydF4y2Ba驻军,2012后gydF4y2Ba)。经过严格的质量控制,19日,656年,271个snp和592年样本保留进行进一步的分析,包括193名中国本土猪、30亚洲野猪,13西方的地方猪(尤卡坦mini-pigs),西方野猪40,298西方商业的猪,猪科的18个样本在东南亚群岛(gydF4y2Ba补充表S1gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

3.2遗传结构分析gydF4y2Ba

我们组预定义的中国猪根据我们前面的分析(gydF4y2Ba彭et al ., 2022gydF4y2Ba)和他们的地理起源(gydF4y2Ba王et al ., 2011gydF4y2Ba)(gydF4y2Ba补充图S1gydF4y2Ba)。NJ-tree, t-SNE维度和全球血统分析是用来分析样本的基因结构。NJ-tree和祖先推断独立的西方和Chinese-derived猪(gydF4y2Ba图1 a - cgydF4y2Ba)。中国动物聚集成一个单元进化枝,和不同的中国起源集群sub-clades除了中国北方猪(gydF4y2Ba图1一个gydF4y2Ba)。对西方猪,每个商业行聚集成一个单元进化枝(gydF4y2Ba图1一个gydF4y2Ba)和品种t-SNE情节显然是杰出的(gydF4y2Ba图1 bgydF4y2Ba)。掺合料分析符合这种模式,增加的K值高于6表明欧洲猪,当地的祖先和亚洲子结构是最好的捕获与K = 14日,当交叉验证达到了高原(gydF4y2Ba图1 cgydF4y2Ba和gydF4y2Ba补充图S2gydF4y2Ba)。删除后的一些中国东部样本显示混合剂中的祖先组件的结果,我们中国和西方猪品种分配给特定的集群根据地理来源和遗传关系。gydF4y2Ba

图1gydF4y2Ba
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图1gydF4y2Ba。猪的遗传结构的研究。gydF4y2Ba(一)gydF4y2Ba。Neighbor-joining树是由基于IBS-distance fastME-v2.1.5矩阵和设置gydF4y2BaSus。cebifronsgydF4y2Ba形式东南亚岛屿——当成外人。gydF4y2Ba(B)gydF4y2Ba。降维的全基因组单核苷酸多态性t-SNE算法。gydF4y2Ba(C)gydF4y2Ba。全球祖先推理与ADMIXTURE-v1.3.0中西猪进行。NCN,北中国猪;ECN,东中国猪;视交叉上核,中国猪;运用,西南中国猪;反潜战,亚洲野猪;EUW,欧洲野猪;EUD,欧洲当地猪;DUC,杜洛克猪的猪; LDRUS, American Landrace pigs; LDRNL, Dutch Landrace pigs; LWHNL, Dutch Large White pigs; LWHFR, French Large White pigs; HPS, Hampshire pigs; PTR, Pietrain pigs.

最后,杜洛克猪(DUC),荷兰大白(LWHNL),法国大型白色(LWHFR),荷兰长白猪(LDRNL)和美国长白猪(LDRUS)是公认的五个不同西方商业行(WS)。欧洲野猪(EUW) +当地欧洲猪(EUD)被定义为西方背景的人口(WB)。此外,(SCN)南部,东部(ECN), (NCN),北部和西南部(运用)中国猪被定义为四个中国地方组(AB)。我们结合中国野猪(时间),韩国野猪(韩元),和泰国野猪(失业)到中国人口背景(AB) (gydF4y2Ba补充表S1gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

3.3基因渗入景观从中国到西方猪gydF4y2Ba

我们评估当地的签名的基因渗入西方猪基因组使用IBD单体型共享方法。有大型introgressed碎片和基因渗入集群从中国到西方猪(gydF4y2Ba图2模拟gydF4y2Ba)。在全基因组范围内,假定的基因渗入的比例和当地区域高度多样化的不同捐助者与接受者之间对。比例最高的基因渗入到西方商业品种NCN,其次是视交叉上核(gydF4y2Ba图2模拟gydF4y2Ba)。欧洲之间的基因渗入不同品种的数量,与最公认的中国猪的基因渗入段发现巨大的白色品种和法国大特别是白线(Chinese-derived段的总长度是33.82 Mb, DUC LDRNL 25.57 Mb, LDRUS 12.68 Mb, LWHFR 47.29 Mb, LWHNL 33.49 Mb。gydF4y2Ba图2模拟gydF4y2Ba和gydF4y2Ba图3 fgydF4y2Ba)。公认的基因渗入碎片也不同长度和数量(gydF4y2Ba图2 egydF4y2Ba,gydF4y2Ba3 egydF4y2Ba)。最长的基因渗入碎片LWHFR之间达到∼1.2 Mb和NCN(总长度:∼38 Mb),但只有∼0.34 Mb LDRNL和ECN之间(总长度:∼1 Mb)。对于任何西方商业线,平均introgressed区段长度从NCN长于其他中国人口(gydF4y2Ba图2 egydF4y2BaNCN之间),表明相对近期的基因交换和西方猪。gydF4y2Ba

图2gydF4y2Ba
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图2gydF4y2Ba。基因组的分布区域的基因渗入的签名gydF4y2Ba(一)gydF4y2Ba南方中国猪,gydF4y2Ba(B)gydF4y2Ba北中国猪,gydF4y2Ba(C)gydF4y2Ba东中国猪,gydF4y2Ba(D)gydF4y2Ba西南中国猪不同的西方商业品种。DUC:杜洛克猪,异地恋:美国和荷兰长白猪猪,LWH:法国和荷兰大白色的猪,重叠:任何两对之间的重叠introgressed地区。gydF4y2Ba(E)gydF4y2Ba。自然对数转换的特点introgressed片段长度(Kb)从中国到西方猪。ECN,东中国猪;NCN,北中国猪;视交叉上核,中国猪;运用,西南中国猪。DUC,杜洛克猪;LDRUS,美国长白猪猪;LDRNL,荷兰长白猪猪;LWHFR,法国大白色的猪; LWHNL, Dutch Large White pigs.

图3gydF4y2Ba
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图3gydF4y2Ba。维恩图解基因数量的假定的基因渗入碎片从中国企业到西方商业品种。gydF4y2Ba(一)gydF4y2Ba。LDRNL收件人。gydF4y2Ba(B)gydF4y2Ba。LWHFR收件人。gydF4y2Ba(C)gydF4y2Ba。DUC收件人。gydF4y2Ba(D)gydF4y2Ba。LDRUS收件人。gydF4y2Ba(E)gydF4y2Ba。LWHNL收件人。gydF4y2Ba(F)gydF4y2Ba。总长度(Mb)的假定的基因渗入段(重叠基因渗入被掩盖在“金额”列和行)。gydF4y2Ba

我们研究的基因数量的影响对不同的捐助者与接受者的双基因渗入的片段。结果是一致的基因渗入总长度(gydF4y2Ba图3 fgydF4y2Ba)。大部分的基因受到从中国地方猪基因渗入到西方商业猪为每个捐助者与接受者对特定(gydF4y2Ba图3 a egydF4y2Ba)。此外,大多数introgressed基因从NCN到大型白色(LWH),特别是LWHFR(428个基因,gydF4y2Ba图3 cgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

3.4不同领域不同的中国企业introgressed成特定的西方品种gydF4y2Ba

我们进一步比较了积极/消极的重叠程度Z-rIBD捐助者与接受者之间的片段组合研究全球基因渗入的差异。我们发现总体积极Z-rIBD(基因渗入的足迹,看方法)类似的模式是低于负Z-rIBD模式不同的捐助者与接受者对(gydF4y2Ba图4gydF4y2Ba,gydF4y2Ba补充图S3gydF4y2Ba)。对捐赠者群体来自不同来源的在中国,捐助者与接受者之间的重叠程度显著正Z-rIBD段双范围从3.3%到20.56% (gydF4y2Ba补充表S2gydF4y2Ba),但对于负Z-rIBD段,它是69.73% - -93.51% (gydF4y2Ba补充表S2gydF4y2Ba)。积极Z-rIBD段的重叠程度远低于负Z-rIBD段(gydF4y2Ba补充表S2gydF4y2Ba),这表明特定的基因渗入。gydF4y2Ba

图4gydF4y2Ba
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图4gydF4y2Ba。曼哈顿的情节Z-rIBD杜洛克猪的价值观gydF4y2Ba与gydF4y2Ba不同的中国土著群体与欧洲野猪和尤卡坦minipig人口为背景。一个积极Z-rIBD值表示杜洛克猪的基因渗入的信号从一个中国集团。相比之下,负值表示杜洛克猪共享IBD片段具有西方背景的人口比这家中国集团(见方法)。绿色和红色虚线是积极的还是消极的意义水平(gydF4y2Ba均值±2 sdgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba(一)gydF4y2Ba。Z-rIBD点与ECN捐赠者的阴谋。gydF4y2Ba(B)gydF4y2Ba。Z-rIBD点与NCN捐赠者的阴谋。gydF4y2Ba(C)gydF4y2Ba。Z-rIBD点与视交叉上核供体的阴谋。gydF4y2Ba(D)gydF4y2Ba。Z-rIBD点与运用捐赠者的阴谋。gydF4y2Ba

这里我们以杜洛克猪为例。积极的峰值的差异Z-rIBD明显(gydF4y2Ba图4gydF4y2Ba)。在不同的位置有一些山峰高度ECN 9号染色体上,NCN和视交叉上核(gydF4y2Ba图4 a - cgydF4y2Ba),但没有重大Z-rIBD SWCN-DUC副峰(gydF4y2Ba图4 dgydF4y2Ba)。11号染色体上有峰位于34-39 Mb不同高度或宽度(gydF4y2Ba图4模拟gydF4y2Ba)。同样,15号染色体上的最高峰位于不同位置为中国组(gydF4y2Ba图4模拟gydF4y2Ba)除了NCN和运用(gydF4y2Ba图4罪犯gydF4y2Ba)。表明猪在中国不同地区不同西方商业猪品种。gydF4y2Ba

3.5杂交发生在商业猪的育种过程的早期gydF4y2Ba

之间有巨大差异的基因渗入模式特定的中国企业和西方商业行(gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba补充图S4gydF4y2Ba)。积极Z-rIBD段的重叠度的具体的中国地方猪不同的欧洲商业猪范围从0%到34.83% (gydF4y2Ba补充表S3gydF4y2Ba)。相比之下,负面Z-rIBD段,范围从27.48%到49.81% (gydF4y2Ba补充表S3gydF4y2Ba)。然而,差异基因渗入模式相关的品种内一个特定的中国集团更小。荷兰和法国大型白色品种表现出类似的基因渗入模式从北中国相对于其他商业的猪gydF4y2Ba图5 d, EgydF4y2Ba,gydF4y2Ba补充表S3gydF4y2Ba)。这些品种的积极Z-rIBD的重叠程度高达34.83% (gydF4y2Ba补充表S3gydF4y2Ba)。相比之下,这是只有大约10%相比其他西方商业行(gydF4y2Ba补充表S3gydF4y2Ba)。大峰3号染色体上(chr3:48-52 Mb)被发现在荷兰大白色和法国大型白色(gydF4y2Ba图5 d, EgydF4y2Ba),但没有其他品种(gydF4y2Ba图5 a - cgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

图5gydF4y2Ba
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图5gydF4y2Ba。中国北方的曼哈顿块Z-rIBD值猪gydF4y2Ba与gydF4y2Ba西方猪与欧洲野猪和尤卡坦minipig人口为背景。积极Z-rIBD值表示一个基因渗入信号从中国集团西方商业线。相比之下,负值表示西方商业线共享更多的IBD片段与西方背景的人口比中国集团(见方法)。绿色和红色虚线是积极的还是消极的意义水平(gydF4y2Ba均值±2 sdgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba(一)gydF4y2Ba。Z-rIBD点与DUC接受者的阴谋。gydF4y2Ba(B)gydF4y2Ba。Z-rIBD点与LDRNL接受者的阴谋。gydF4y2Ba(C)gydF4y2Ba。Z-rIBD点阴谋与LDRUS接受者。gydF4y2Ba(D)gydF4y2Ba。Z-rIBD点与LWHFR接受者的阴谋。gydF4y2Ba(E)gydF4y2Ba。Z-rIBD点与LWHNL接受者的阴谋。gydF4y2Ba

在长白猪品种,积极Z-rIBD的重叠度高达26.55% (gydF4y2Ba图5 b, CgydF4y2Ba,gydF4y2Ba补充表S3gydF4y2Ba)。17号染色体上一个重要的基因渗入信号(CHR17:17-18 Mb)在荷兰和美国长白猪(gydF4y2Ba图5 b, CgydF4y2Ba),但未见其他品种(gydF4y2Ba图5 a, D, EgydF4y2Ba)。此外,Z-rIBD山峰上面提到的是不同的在不同的猪。观察到的差异基因渗入信号从特定的中国企业与西方商业行反映了差异基因渗入的程度。这表明,基因流动主要发生在商业的早期阶段猪繁殖而不是分化后的线。然而,人工选择的倾向造成信号强度的变化。gydF4y2Ba

3.6 Chinese-derived单体型introgressed杜洛克猪的基因组gydF4y2Ba

我们观察到一群Duroc-specific基因渗入签名生成∼2.65 Mb 14号染色体上(chr14: 95.68 - -98.33 Mb) (gydF4y2Ba图6gydF4y2Ba)。这样一个强大的基因渗入和选择信号未见其他商业猪在那个地区(gydF4y2Ba补充数据S5, S6gydF4y2Ba)。这个introgressed地区似乎是一组段来自中国猪杜洛克猪人口。SCN-DUC Z-rIBD值为5.65的3段(Z-rIBD的平均值是2.48段1,3.90段2,2.19段3和2.77段4,gydF4y2Ba图6gydF4y2Ba)。除了1段(SWCN-DUC意味着Z-rIBD = 5.89,gydF4y2Ba图6 dgydF4y2Ba)和3段(意味着Z-rIBD = 4.74,gydF4y2Ba图6 dgydF4y2Ba),平均Z-rIBD SCN-DUC副值最高(gydF4y2Ba图6模拟gydF4y2Ba)。我们还观察到一个较小的等位基因频率低于预期偶然(0.04 0.12这个地区,但全基因组)杜洛克猪(gydF4y2Ba图6 egydF4y2Ba)。这些签名是位于一个强大的自适应选择地区(chr14: 92 - 101 Mb)杜洛克猪基因组(gydF4y2Ba图6 fgydF4y2Ba)。此外,该地区有五个候选基因:gydF4y2BaPCDH15gydF4y2Ba,gydF4y2BaMBL2gydF4y2Ba,gydF4y2BaDKK1gydF4y2Ba,gydF4y2BaPRKG1gydF4y2Ba,gydF4y2BaCSTF2TgydF4y2Ba(gydF4y2Ba图6克gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

图6gydF4y2Ba
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图6gydF4y2Ba。当地的基因组功能chr14:93.98 - 98.19 Mb的杜洛克猪的猪。gydF4y2Ba(模拟)gydF4y2Ba。Z-rIBD值计算与杜洛克猪作为接受者,欧洲野猪和尤卡坦minipigs一起为背景,和中国企业捐赠。gydF4y2Ba(E)gydF4y2Ba。小杜洛克猪群体的等位基因频率。gydF4y2Ba(F)gydF4y2Ba。对数似比选择从VolcanoFinder-v1.0足迹计算工具。gydF4y2Ba(G)gydF4y2Ba。候选基因的位置gydF4y2BaSus。scrofa 11.1gydF4y2Ba参考基因组。S1表示段1,它位于chr14:95.68 - 95.89 Mb;S2表示段2,位于chr14:96.04 - 96.42 Mb;S3表示段3,它位于chr14:96.47 - 97.65 Mb;S4表示段4,位于chr14:98.12 - 98.33 Mb。gydF4y2Ba

此外,PCA情节和中国杜洛克猪的snp在这个地区的全基因组和当地snp显示discondancy强(gydF4y2Ba补充图S7gydF4y2Ba)。杜洛克猪的集群和中国猪在这个地区暗示渐渗现象,明显从全球和地方之间的巨大差异主成分分析分析。结合上面的结果,我们认为,这单体型的杜洛克猪基因组遗传自SCN或运用猪。gydF4y2Ba

追踪单体型的来源,然后我们人与人之间的距离矩阵计算每段由SNP-dists v0.7.0其次是分层聚类在使用gplots包(r - 4.0gydF4y2Ba警告,2020gydF4y2Ba)。结果(gydF4y2Ba图7gydF4y2Ba)表明,大多数猪聚在一起与中国杜洛克猪(尤其是ECN,视交叉上核和运用,形成鲜明对比LWH和长白猪(异地恋)。LWH和存贷比与西方背景的人群聚集段1和4段(gydF4y2Ba图7 a, DgydF4y2Ba)。段2和4的集群,SCN猪位于小杜洛克猪演化支(gydF4y2Ba图7 b, DgydF4y2Ba),这表明片段2更有可能来自SCN猪。ABBA-BABA测试的结果(D-statistics)强调,杜洛克猪股票衍生等位基因与视交叉上核比其他中国猪2段、3段,段4 (gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba)。此外,高度的连锁不平衡(LD)在这一地区(r2 = 0.56,gydF4y2Ba补充图S8gydF4y2Ba)被发现。根据dist树木,D-statistics LD的程度,我们认为单体型(chr14: 95.68 - -98.33 Mb)杜洛克猪基因组来源于SCN猪。gydF4y2Ba

图7gydF4y2Ba
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图7gydF4y2Ba。SNP的热图和层次聚类距离矩阵。gydF4y2Ba(一)gydF4y2Ba。段1(包括1343个snp);gydF4y2Ba(B)gydF4y2Ba。段2(包括1734个snp);gydF4y2Ba(C)gydF4y2Ba。段3(包括7210个snp);gydF4y2Ba(D)gydF4y2Ba。段4(包括1761个snp)。SNP距离矩阵计算与SNP-dists v0.7.0。gydF4y2Ba

表1gydF4y2Ba
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表1gydF4y2Ba。D-statistics四段的结果。gydF4y2Ba

3.7优先因果变异在introgressed单gydF4y2Ba

我们进一步研究了SNP等位基因频率在不同的猪的数量(四段gydF4y2Ba表2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba补充表S4gydF4y2Ba)。有许多低(≤0.0125)等位基因频率在西方野猪,但高频杜洛克猪的猪的每个片段(123变异在2436年段段1118个变异的变异在段4段3383个变异,gydF4y2Ba补充表S4gydF4y2Ba)。此外,派生的杜洛克猪的猪在这些位点的等位基因似乎发生了强烈的选择(gydF4y2Ba图6 fgydF4y2Ba)。我们相信这些都是候选人等位基因来源于中国猪由于其温和的等位基因频率在中国猪(gydF4y2Ba表2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba补充表S4gydF4y2Ba)。七个候选人突变(gydF4y2Ba补充表S5gydF4y2Ba)选择从公认的Chinese-derived组等位基因可能有高功能的影响(见方法)。这些变异可能有强烈的对表型的影响来自pCADD模型,用最强的3′UTR区域内gydF4y2BaPRKG1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

表2gydF4y2Ba
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表2gydF4y2Ba。Chinese-derived等位基因的平均等位基因频率在四段,在每一个人。gydF4y2Ba

3.8协会gydF4y2BaPRKG1-haplotypegydF4y2Ba与生产特征gydF4y2Ba

我们分析了基因型和表型数据的11255只动物从一个商业杜洛克猪人口评估潜在的表型影响introgressed单。我们筛选了(Illumina公司)Geneseek定制50 K SNP在最高LD阵列SNP introgressed单体型,和一个SNP (INRA0045978)被选为代表introgressed段由于其高LD (r2范围从0.65到0.73)与杜洛克猪人口中的七个候选人等位基因(gydF4y2Ba补充表S6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba补充图S9gydF4y2Ba)。接下来,我们使用的基因型选择SNP从11255年杜洛克猪动物相同的商业品种测试INRA0045978协会的生产性状(见方法)。gydF4y2Ba

我们发现一个重要的协会与主选性状(基因型“0/0”gydF4y2Ba与gydF4y2Ba“1/1;gydF4y2BatgydF4y2Ba以及gydF4y2BapgydF4y2Ba值0.016;gydF4y2Ba图8 cgydF4y2Ba(基因型)和腰深度“0/1”gydF4y2Ba与gydF4y2Ba“1/1;gydF4y2BatgydF4y2Ba以及gydF4y2BapgydF4y2Ba值0.028;gydF4y2Ba图8 egydF4y2Ba和gydF4y2Ba补充表S7gydF4y2Ba)。INRA0045978 SNP杜洛克猪低参考等位基因频率在西方野猪(0.0125),但高在中国猪(0.5517)和杜洛克猪(0.8782)。这些结果表明,gydF4y2BaPRKG1-haplotypegydF4y2Ba可能会降低背膘(2.3毫米)的平均差和增加腰深度(6.1毫米)的平均差杜洛克猪的猪。gydF4y2Ba

图8gydF4y2Ba
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图8gydF4y2Ba。箱线图introgressed phenotype-genotype关联的单体型标记SNP INRA0045978 (chr14:97387849) 11000年∼杜洛克猪的猪。a e t测试gydF4y2BapgydF4y2Ba价值观是写在故事情节。一个明星用红色表示两个基因型之间的显著差异。gydF4y2Ba(一)gydF4y2Ba单日涨幅从出生到开始(g /天)。gydF4y2Ba(B)gydF4y2Ba。单日涨幅从开始到结束(g /天)。gydF4y2Ba(C)gydF4y2Ba。最后背膘(毫米)。gydF4y2Ba(D)gydF4y2Ba。瘦肉比例(瘦肉的比例)。gydF4y2Ba(E)gydF4y2Ba。最后腰深度(毫米)。gydF4y2Ba

4讨论gydF4y2Ba

我们进行了全面的分析,从中国到西方商业基因渗入的猪。商业猪育种过程的复杂性引起的不可预见的场景。我们的研究结果揭示中国猪的分布和数量遗传因素在西方主要商业猪品种。gydF4y2Ba

有趣的是,我们发现,总体积极的基因渗入跨品种不如消极模式类似的模式。重叠的高度负Z-rIBD段是由中国地方猪之间的密切的亲缘关系。积极的低程度的重叠Z-rIBD段显示不同的中国地方猪的具体贡献西方猪。这可能表明,一些在西方猪基因组区域不允许基因渗入的远亲猪种群和净化选择是在起作用。相比之下,品种繁育特征要求可以促进基因渗入保留在特定位点,在其他品种,这些Chinese-derived单体型,是不受欢迎的。因此,我们假设基因组区域缺乏中国在所有西方猪基因渐渗现象,导致特征共享所有西方猪和识别这是令人兴奋的未来的研究方向。gydF4y2Ba

Introgressed序列从不同的中国猪集团被发现对于一个给定的西方品种。这可能是受到了开放对外贸易港口在中国几百年前和猪的特征在不同的地方(gydF4y2Ba陈et al ., 2020gydF4y2Ba)。西方商业品种保留不同的比例和不同的特定位点的基因渗入。我们相信不同的中国猪品种杂交后介绍了当前西方品种。在建立西方商业品种,这些品种在不同的方向选择。我们展示基因渗入的信号在同一基因的位置,但不同的基因渗入强度不同的直线从同一品种。这表明定向选择的基因流的影响。这些结果表明,西方商业品种的表型的变化是由ⅰ)他们最初的品种、ⅱ)不同的中国猪用于基因渗入,ⅲ)基因渗入后选择不同的方向和力量。不同的商业行相同的品种,表型的变化很可能主要是由选择的强度的变化引起的。说明是确定小说基因渗入的单体型从中国南方杜洛克猪猪14窝藏染色体上gydF4y2BaPRKG1gydF4y2Ba基因。的gydF4y2BaPRKG1gydF4y2Ba基因位于两个introgressed段(段3段4)。考虑到高度的LD在这个地区,很可能他们是来自一个基因流的事件。gydF4y2BaPRKG1gydF4y2Ba此前据报道发生了积极的选择在杜洛克猪(gydF4y2Ba金正日et al ., 2015gydF4y2Ba)和脂肪酸成分有关。基因拷贝数变异出现在伊比利亚-长白猪十字架(gydF4y2Ba里维拉et al ., 2017gydF4y2Ba),平均每日获得有关大白色猪(gydF4y2Ba吴et al ., 2019gydF4y2Ba)。此外,我们表明,这个introgressedgydF4y2BaPRKG1gydF4y2Ba单体型明显影响猪背膘厚度和腰深度(gydF4y2Ba图8汉英gydF4y2Ba为商业育种),表明其相关性。gydF4y2Ba

我们还发现其他基因的基本功能在这一地区(gydF4y2Ba表3gydF4y2Ba)。gydF4y2BaPCDH15gydF4y2Ba背膘厚度根据有关GWAS长白猪和约克郡人口(gydF4y2Ba李和胫骨,2018年gydF4y2Ba)。猪gydF4y2BaMBL2gydF4y2Ba是一种mannose-binding凝集素;这是先天免疫的核心组成部分,促进吞噬作用和诱导的凝集素激活途径补充系统(gydF4y2BaPhatsara et al ., 2007gydF4y2Ba;gydF4y2Ba伯格曼et al ., 2014gydF4y2Ba)。gydF4y2BaDKK1gydF4y2Ba是Wnt信号抑制剂之一。Upregulation的gydF4y2BaDKK1gydF4y2Ba表达式中可以观察到子宫内膜在猪胚胎植入前期间(gydF4y2Ba曾庆红等人。,2019年gydF4y2Ba)。gydF4y2BaCSTF2TgydF4y2Ba发挥着潜在的作用在这个基因的突变导致男性不育不孕的人类(gydF4y2BaGorukmez Gorukmez, 2020gydF4y2Ba)。总之,introgressed段包含一组基因与潜在影响背膘厚度、免疫力,单日涨幅和繁殖。gydF4y2Ba

表3gydF4y2Ba
www.雷竞技rebatfrontiersin.orggydF4y2Ba

表3gydF4y2Ba。基因重叠introgressed地区内的四个部分。gydF4y2Ba

我们也观察到大量的商业introgressed单体型西方猪品种来自NCN。然而,我们没有发现任何有关书面记录的NCN引入欧洲或美国。普遍的观点是,ECN / SCN引入了欧洲改善西方商业猪品种(gydF4y2Ba陈et al ., 2017gydF4y2Ba;gydF4y2Ba赵et al ., 2018gydF4y2Ba;gydF4y2Ba陈et al ., 2020gydF4y2Ba)。因此,我们假设NCN并不直接参与与西方商业猪杂交introgressed但单体型和留存在西方猪比SCN守恒在NCN / ECN。这表明当前NCN猪像几百年前引入的地方品种。然而,这种假设应该在将来的研究中得到证实。此外,众所周知,西方商业猪导致NCN 20世纪后。gydF4y2BaAi et al。(2015)gydF4y2Ba发现一个极端的差异之间的北部和南部的中国猪单14 mb地区位于X染色体上。这些单中发现NCN也发现在欧洲猪。因此,相应的基因渗入从European-related NCN和野猪gydF4y2Ba反之亦然gydF4y2Ba不能被排除。因此,应该小心当评估的方向的选择和解释结果。gydF4y2Ba

5的结论gydF4y2Ba

来自中国猪的基因渐渗现象的综合分析研究了不同地区成不同的西方商业行592重排序的猪。我们的分析显示不同的中国猪单体型的复杂的基因渗入模式和特点为西方商业猪品种。结果表明,单的数量和起源introgressed从不同的中国猪源特定的西方猪有很大区别。具体来源中国单体型的影响在不同的商业品种有很大的不同。渐渗现象可能发生在品种开发的早期阶段。育种选择倾向所经历的不同可能导致观察到的差异基因渐渗现象。LWH猪是最受中国单和单在LWHFR更好的保留。我们还发现,∼2.65 Mb Chinese-derived单体型杜洛克猪猪显著影响猪背膘厚度和腰深度的增加。gydF4y2Ba

数据可用性声明gydF4y2Ba

最初的贡献提出了研究中都包含在这篇文章/gydF4y2Ba补充材料gydF4y2Ba,进一步的调查可以针对相应的作者。gydF4y2Ba

作者的贡献gydF4y2Ba

MB和YZ构思想法,YB和MD执行分析,MG, YZ, MB提供监督、YP输入从所有的作者写的手稿。gydF4y2Ba

资金gydF4y2Ba

这项工作是由中国学术委员会(CSC)文件号201906350013。gydF4y2Ba

的利益冲突gydF4y2Ba

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。gydF4y2Ba

出版商的注意gydF4y2Ba

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。gydF4y2Ba

补充材料gydF4y2Ba

本文的补充材料在网上可以找到:gydF4y2Bahttps://www.雷竞技rebatfrontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2022.1070783/full补充材料gydF4y2Ba

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关键词:gydF4y2Ba杂交渐渗现象,选择、商业猪、基因流动gydF4y2Ba

引用:gydF4y2Ba彭Y, Derks MF, Groenen妈,赵Y和博斯米(2023)不同的混合血统的痕迹在西方商业从中国地方品种猪后基因组的基因流动。gydF4y2Ba前面。麝猫。gydF4y2Ba13:1070783。doi: 10.3389 / fgene.2022.1070783gydF4y2Ba

收到:gydF4y2Ba2022年10月15日;gydF4y2Ba接受:gydF4y2Ba2022年12月19日;gydF4y2Ba
发表:gydF4y2Ba2023年1月13日。gydF4y2Ba

编辑:gydF4y2Ba

李马gydF4y2Ba马里兰大学学院公园,美国gydF4y2Ba

审核:gydF4y2Ba

Guiguiggbaza-Kossigan DayogydF4y2Ba中心国际de Recherche-Developpement苏尔l 'Elevage区Subhumide,布基纳法索gydF4y2Ba
文雅陈gydF4y2Ba澳大利亚科廷大学gydF4y2Ba

版权gydF4y2Ba©2023彭,Derks Groenen,赵和博斯。这是一个开放分布式根据文章gydF4y2Ba知识共享归属许可(CC)。gydF4y2Ba使用、分发或复制在其他论坛是允许的,提供了原始作者(年代)和著作权人(s)认为,最初发表在这个期刊引用,按照公认的学术实践。没有使用、分发或复制是不符合这些条件的允许。gydF4y2Ba

*通信:gydF4y2BaMirte博斯,gydF4y2Bamirte.bosse@wur.nlgydF4y2Ba

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