MET基因多态性与中国荷斯坦牛繁殖和泌乳性状的关联分析

为筛选与中国荷斯坦牛繁殖和泌乳性状相关的遗传标记,本研究从分子水平探究了 MET基因单核苷酸多态(single nucleotide polymorphisms,SNPs)与繁殖和泌乳性状的相关性.通过混池测序法在70头无血缘关系的健康中国荷斯坦公牛中扫描目标基因的SNPs,采用竞争性等位基因特异性PCR(kompetitive allele-specific PCR,KASP)对其后代1 160头中国荷斯坦泌乳牛进行部分SNP的基因分型,基于连锁不平衡分析获得双倍型信息,并采用线性模型对SNP及其双倍型与5个繁殖和6个泌乳性状的估计育种值(estimated breeding values,EBV)进行关联分析.随后,针对位于功能区域的SNPs进行生物信息学分析和基因表达量相关性分析,初步探究其潜在的调控机制.本研究在MET基因中共检测到19个SNPs,说明该基因存在丰富的遗传变异;就其中7个SNPs进行了基因分型,分型结果与目标性状的关联分析结果显示,7个SNPs与多个性状存在显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)的关联;位于上游调控区的g.51737889T＞C位点GG基因型个体的初产日龄、青年牛首末配种间隔、经产牛首末配种间隔、体细胞评分的EBV最低,说明该基因型个体同时具有较好的繁殖性能和泌乳性能;另一个位于上游调控区的g.51736640A＞C位点GG基因型个体的初产日龄、青年牛首末配种间隔、经产牛首末配种间隔、体细胞评分的EBV最低,但乳蛋白率、乳脂率的EBV最低,说明该基因型个体繁殖性能较好,但泌乳性能相对较差;此外,位于第6外显子的g.51660569G＞A位点TC基因型个体初产日龄的EBV较低,青年牛首末配种间隔、经产牛首末配种间隔、体细胞评分的EBV最低,说明该基因型个体具有较好的繁殖性能.连锁不平衡分析发现,该基因的7个SNPs形成2个单倍型块,其双倍型与目标性状的关联分析进一步表明,单倍型块1中H1H3个体的繁殖性能较好且泌乳性能中等,单倍型块2中H4H4个体的繁殖性能和泌乳性能均较优秀,为两个优势双倍型;此外,H1H3 包含 g.51660569G＞A 位点的 TC 基因型,H4H4 为 g.51737889T＞C、g.51736640A＞C 两位点 GG 基因型的组合,其关联分析结果与单个位点的结果一致.基序分析结果表明,g.51737889T＞C与g.51736640A＞C位点的优势等位基因G可富集到与基因激活、细胞增殖、分化相关的转录因子,且两位点GG基因型的MET基因表达量均最高,其双倍型H4H4表达量也较高,进一步验证了关联分析结果.综上,本研究获得了中国荷斯坦牛MET基因的多态性图谱,并通过关联分析、生物信息学预测及基因表达量分析发现并验证了 MET基因与繁殖、泌乳性状的遗传关联,为中国荷斯坦牛高产高效选育提供了可用的遗传标记.