中國(guó)農(nóng)大新聞網(wǎng)訊 近日，動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院俞英教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《Molecular Biology and Evolution》（《分子生物學(xué)與進(jìn)化》）上在線發(fā)表研究論文《跨物種DNA甲基化比較為牛、綿羊和山羊復(fù)雜性狀遺傳機(jī)制提供新見解》（Cross-species comparative DNA methylation reveals novel insights into complex trait genetics among cattle, sheep and goats）。該研究從表觀基因組進(jìn)化角度，以胚胎三個(gè)胚層分化后的體組織（大腦、肝臟和骨骼?。┖途幼鳛榇硇越M織，揭示了反芻家畜DNA甲基化的進(jìn)化特征，為深入闡釋主要反芻家畜復(fù)雜性狀的遺傳機(jī)制提供了新的思路。
牛、綿羊和山羊是具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的農(nóng)業(yè)反芻家畜，但其功能基因組注釋信息仍然缺乏全面的注釋，如何將功能基因組進(jìn)化的生物學(xué)信息與反芻家畜復(fù)雜性狀表型進(jìn)行聯(lián)系并應(yīng)用于育種工作中也缺乏系統(tǒng)地研究。在眾多表觀遺傳修飾因子中，DNA甲基化是修飾穩(wěn)定且研究廣泛的表觀基因組標(biāo)記之一，在基因表達(dá)調(diào)控、基因組印記、胚胎發(fā)育和物種進(jìn)化等方面發(fā)揮著重要作用，因此，鑒定反芻家養(yǎng)動(dòng)物的DNA甲基化特征并解析其在反芻家養(yǎng)動(dòng)物進(jìn)化中的調(diào)控機(jī)制，有望為家畜群體遺傳改良提供重要的理論依據(jù)和新的策略。
該研究收集牛、綿羊和山羊三種重要農(nóng)業(yè)反芻動(dòng)物內(nèi)、中、外胚層對(duì)應(yīng)的代表性組織--肝臟、骨骼肌和大腦，以及精子細(xì)胞進(jìn)行全基因組甲基化測(cè)序（WGBS）和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序（RNA-seq），對(duì)物種間保守/牛特異的DNA甲基化區(qū)域進(jìn)行了鑒定，并對(duì)反芻家畜的表觀基因組進(jìn)化特征進(jìn)行了系統(tǒng)地解析。
全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）鑒定到大量與反芻家畜復(fù)雜性狀相關(guān)的遺傳變異，但90%遺傳變異是位于非編碼區(qū)域，這些遺傳變異如何發(fā)揮調(diào)控功能進(jìn)而影響復(fù)雜性狀表型的分子機(jī)制尚不清楚。該研究進(jìn)一步整合多組學(xué)數(shù)據(jù)，包括來(lái)自牛的大規(guī)模QTLs和GWAS的結(jié)果進(jìn)行整合分析，揭示利用物種間保守的DNA甲基化區(qū)域有助于闡釋牛復(fù)雜性狀遺傳變異的調(diào)控功能；解析了牛復(fù)雜性狀相關(guān)GWAS位點(diǎn)在物種間保守的DNA甲基化區(qū)域的分布特征，如CCDC157基因上存在調(diào)控奶牛女兒產(chǎn)犢難易性狀相關(guān)的物種間保守的DNA低甲基化區(qū)域及相關(guān)SNPs。該研究從DNA甲基化標(biāo)記為切入點(diǎn)，對(duì)三種主要反芻家畜復(fù)雜性狀相關(guān)分子標(biāo)記進(jìn)行了鑒定，為反芻家畜復(fù)雜性狀的遺傳機(jī)制解析及精準(zhǔn)選育提供了新的思路和方法。
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)科學(xué)院俞英教授、丹麥奧胡斯大學(xué)/英國(guó)愛丁堡大學(xué)助理教授房靈昭博士為共同通訊作者，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)科學(xué)院動(dòng)物遺傳育種系博士后陳思倩、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)博士石少磊（已畢業(yè)）和劉姝麗（現(xiàn)西湖大學(xué)助理研究員）為共同第一作者，動(dòng)科學(xué)院劉劍鋒教授、王雅春教授、丁向東教授、張勝利教授（已故）、全國(guó)畜牧總站劉剛博士、云南楚雄師范學(xué)院亐開興研究員給予了大力支持和幫助。該研究得到了“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2021YFD1200903）、國(guó)家自然科學(xué)基金中巴國(guó)際（地區(qū)）合作與交流項(xiàng)目（31961143009）、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（32302706, 32072718）、國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-36）等項(xiàng)目的資助。
文章鏈接： https://doi.org/10.1093/molbev/msae003
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