GWAS和BSA分析对候选基因的定位

研究结果

1. 白色和橙色肌肉扇贝内脏中，类胡萝卜素浓度没有显著差异，表明两种扇贝从食物中吸收类胡萝卜素能力相似；白色肌肉扇贝闭壳肌中未检测到类胡萝卜素，橙色肌肉扇贝闭壳肌中含有两种类胡萝卜素，分别为果胶醇酮和果胶黄质，浓度分别为16.35±2.31和17.80±2.55μg/g。

2. 家系构建结果显示，大部分F2代的性状分离比遵循孟德尔单基因分离比（3:1）。

3. 通过GWAS分析，在8号染色体定位到了一个大约19Mb的区域，显示与类胡萝卜素着色强相关；BSA分析将候选区域进一步精确到2.5Mb的范围，该范围有79个编码基因，42个在扇贝肌肉中表达。

4. 转录组分析发现了109个差异表达基因，其中48个基因在橙色肌肉扇贝中上调，61个基因下调，在BSA确定的42个表达基因中，只有一个基因发生显著下调，即PyBCO-like 1，该基因编码类胡萝卜素加氧酶，负责催化类胡萝卜素的降解。

5. qRT-PCR分析了两种扇贝内脏中的PyBCO-like 1基因表达情况，未发现显著差异，因此，肌肉中的PyBCO-like 1下调可能是组织特异性的。

6. PyBCO-like 1基因克隆到大肠杆菌中进行体外实验，可以观察到明显的脱色，表明PyBCO-like 1的产物是降解类胡萝卜素的功能酶。

7. RNAi结果显示，白色肌肉的扇贝在抑制PyBCO-like 1表达四周后，闭壳肌变成橙色，证实PyBCO-like 1基因下调导致类胡萝卜素降解减少，从而导致类胡萝卜素着色。

参考文献

Li X, Wang SH, Xun XG, et al. A carotenoid oxygenase is responsible for muscle coloration in scallop. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular and Cell Biology of Lipids 2019, 1864(7): 966-975. (IF：4.966)

案例·2

奶牛乳腺炎相关基因的鉴定

研究背景

奶牛乳腺炎是世界范围内最复杂、发病率高的炎症性疾病，严重影响着乳品业的发展，受多种因素的影响，包括遗传特征、营养、卫生标准、病原体感染和季节变化等，乳腺炎导致牛乳体细胞计数（SCC）的显著增加，体细胞评分（SCS）是检测乳腺炎的主要指标。因此，筛选和鉴定与SCC或SCS相关的易感或抗性基因将为降低乳腺炎的发病率和提高奶牛群体的质量提供新思路。

研究内容

本研究采用2b-RAD简化基因组测序技术，对20例患病奶牛与20例健康奶牛进行建库、测序及全基因组关联分析，鉴定到3个免疫相关的SNP位点。之后在独立实验群体（病例组73例，健康组310例）中进行Sanger测序验证，验证结果与GWAS结果一致，均发现PTK2B和SYK为乳腺炎抗性基因，TNFRSF21为乳腺炎易感基因。通过RT-PCR检测3个基因在牛外周血（bPBLs）及牛乳腺上皮细胞（bMECs）中的表达情况，进一步证明PTK2B、SYK和TNFRSF21参与乳腺炎的免疫调节反应。综合上述结果，作者分析了PTK2B、SYK和TNFRSF21在牛乳腺炎免疫调节中可能的作用机制。

研究思路

曼哈顿图及LD连锁图

分子机制预测

研究结果

1. 连锁不平衡分析结果表明，LD衰减很慢，位点间的连锁程度很高，说明经驯化和选择后，奶牛群体的遗传多样性降低。

2. GWAS分析中Bayesian 模型得到42个SNP，logistic模型得到51个SNPs。两个模型的共有SNPs是27个，其中8个SNP的OR