[发明专利]一种精细定位性状关联基因组纯合片段的评估方法

说明书

本发明涉及一种精细定位性状关联基因组纯合片段的评估方法。目的在于利用ROH片段的富集比例，构建协变量进行基于线性模型的GWAS分析，其次，利用ROH单个位点纯合状态，构建协变量，进行单位点关联分析，从而，利用二步法精细准确的定位ROH区域和位点。为实现技术目标，本发明精细定位性状关联基因组纯合片段评估方法，为以ROH为视角研究经济性状遗传构建提供新的研究策略。利用这种策略应用于雪龙黑牛GWAS分析中，找到了五个基因：EBF2、SLC2OA2、SH3BGRL2、HMGA1、ACSL1与三个性状：脂肪覆盖率、胴体长和体高显著相关，为解析重要经济性状遗传基础和改良选育提供重要参考和依据。

技术领域

本发明涉及一种基于纯合片段(Runs of homozygosity，ROH)的全基因组关联评估方法，具体涉及一种精细定位性状关联基因组ROH评估方法，属于生物技术领域。

背景技术

ROH是存在于二倍体生物的DNA序列中连续的纯合区域。研究表明，当有着共同祖先的双亲并将相同染色体片段传递给后代，后代个体继承了双亲同源(identical bydescent，IBD)的染色体片段，可能会导致后代基因组中的ROH的产生。基因组中ROH广泛存在人类基因组上且对人类健康有重要影响。利用高密度SNP芯片研究发现不同长度ROH在基因组的分布频率表现不同,从而推动了ROH在遗传学领域的系统研究。ROH可以为研究个体和群体提供重要信息，同时,ROH富集也会增加有害隐性等位基因风险，从而降低个体的生存能力。研究发现基因组中的ROH与疾病的发生之间存在显著关联，如精神分裂症、类风湿性关节炎和帕金森病等。影响ROH形成的因素有很多，如遗传漂变、近交和定向选择等。

近年来，ROH也被广泛应用于家畜的基因组近亲繁殖水平和个体间的遗传关系的评估。此外，ROH可以反映群体间的遗传关系和近交水平，并影响基因组区域的选择。与系谱数据相比，可以得到基于ROH的近亲繁殖系数的精确估计。先前的研究也表明，ROH的形成可能涉及复杂性状的选择，并且在家畜中发现了与这些性状相关的ROH的一些区域。因此，ROH可以为检测基因组有害变异、评估近交水平提供新的视角。目前,我们利用高密度芯片开展了肉牛群体的ROH检测。同时,开展基于ROH与性状关联的研究。随着高密度芯片和全基因组测序技术的发展，高通量测序方法的出现为研究ROH提供了新的机遇。尽管目前研究人员已经开发了ROH检测方法，然而，针对群体中个体ROH检测到的区间不一致，ROH作为区间变异较难像单核苷酸多态性变异那样进行有效位点的分型。因此，本发明目的在于提供对纯合模式与重要性状的关联及功能ROH精细定位的系统的评价方法，鉴定与重要经济性状相关的ROH区域和位点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精细定位性状关联基因组纯合片段评估方法，本发明采用二步法，首先，利用ROH片段的富集比例，构建协变量进行基于线性模型的GWAS分析，其次，利用ROH单个位点纯合状态，构建协变量，进行单位点关联分析，从而，利用二步法精细准确的定位ROH区域和位点，为基于基因组纯合片段的性状关联研究提供新方法。该方法具有一定的普适性，可以用于所有动物或植物领域的研究中。为实现技术目标，本发明采用的精细定位性状关联基因组纯合片段的评估方法，包括如下步骤：

(一)ROH片段检测

利用PLINK v1.07和ROH筛选条件鉴定个体基因组ROH片段；

(二)表型矫正

应用R语言GLM函数进行表型校正，模型为：