王月星 ，王艷欣 ，王 位 ，劉娜娜 ，段 仕 ，付紹印 ，劉永斌 ，張文廣

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018；2.動(dòng)物遺傳育種與繁殖內(nèi)蒙古自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古呼和浩特 010018；3.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；4.內(nèi)蒙古ATCG生物信息研究所，內(nèi)蒙古呼和浩特 010020）

拷貝數(shù)變異（copy number variation，CNV）是指與生物正常的基因組序列相比，所發(fā)生的長度在1 kb到數(shù)Mb范圍內(nèi)的變異，其形式包括重復(fù)、缺失、插入、易位和衍生出的染色體結(jié)構(gòu)變異［1-2］。已有研究表明，CNV可以在體細(xì)胞系和生殖細(xì)胞系中檢測到。體細(xì)胞中的CNV可能導(dǎo)致鑲嵌性，但不會(huì)遺傳給下一代；而生殖細(xì)胞中發(fā)生的CNV如果不是有害的，便可以遺傳給后代，并最終與群體發(fā)生隔離［3］。

CNVs覆蓋的核苷酸總數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism,SNP）的數(shù)量，因此，CNV可能對(duì)表型產(chǎn)生較大的影響［4］。已有研究表明，可遺傳的CNVs可影響孟德爾法則和復(fù)雜的疾病發(fā)生，例如與神經(jīng)退化和發(fā)育疾病相關(guān)的 CNVs［5］。 此外，CNV 對(duì)表型也有重要影響，早期研究發(fā)現(xiàn)重復(fù)的Bar基因?qū)壍陌粞郾硇途哂酗@著作用［6］。CNV可能通過基因劑量效應(yīng)或位置調(diào)控效應(yīng)對(duì)基因表達(dá)產(chǎn)生影響。

拷貝數(shù)變異不僅在人類基因組中廣泛存在，在動(dòng)物基因組中同樣可檢測到。已公布了牛、山羊、綿羊、豬等家畜的CNV圖譜，研究顯示這些基因組CNV對(duì)家畜的生產(chǎn)性能具有一定影響。

1 牛基因組CNV與性狀相關(guān)性的研究

2016年，da Silva等檢測到688個(gè)CNVRs與286個(gè)QTL區(qū)域重疊，與牛的重要生產(chǎn)性狀相關(guān)，如采食量、妊娠期時(shí)長、大理石花紋評(píng)分、第12肋骨脂肪厚度、干物質(zhì)攝入量、最長肌肉面積和胴體重等［7］；2018 年，Zhang 等檢測到CNV 區(qū)域內(nèi)的GBP2 基因與牛的生長性狀相關(guān)［8］；2017 年，Letaief等檢測到1 095個(gè)CNV與牛奶質(zhì)量（10個(gè)QTL）、 產(chǎn)奶量 （43個(gè) QTL）、 健康狀況 （27個(gè)QTL）、繁殖性能（26個(gè) QTL）或肉和胴體性狀（73個(gè)QTL）相關(guān)的QTL區(qū)域重疊，其中CNV區(qū)域內(nèi)BBS7基因與牛的體重相關(guān)，HSD17B7基因與荷斯坦牛母牛的受孕率相關(guān)，SUPT3H和RUNX2基因與乳成分相關(guān)［9］。

2 綿羊基因組CNV與性狀相關(guān)性的研究

2017年，Yang等對(duì)全球不同地區(qū)綿羊CNV進(jìn)行檢測分析發(fā)現(xiàn)，與CNV區(qū)域重疊的BTG3、PTGS1和PSPH基因分別與胎兒肌肉發(fā)育、前列腺素（PG）合成和骨骼顏色有關(guān)［10］；2017 年，Ma 等研究發(fā)現(xiàn)CNV區(qū)域內(nèi)的基因功能富集結(jié)果與同源框和胚胎骨骼系統(tǒng)形態(tài)發(fā)生有關(guān)，其中DLX3基因與羊毛彎曲有關(guān)，相關(guān)CNV被認(rèn)定為灘羊特殊卷毛表型的候選 CNV［11］；2016 年，Zhu 等研究發(fā)現(xiàn)CNV區(qū)域內(nèi)基因的功能富集結(jié)果與脂肪沉積、GTP酶調(diào)節(jié)和肽受體活動(dòng)有關(guān)，其中PPARA、RXRA、KLF11、ADD1、FASN、PPP1CA、PDGFA 和PEX6基因與脂肪沉積有關(guān)，影響綿羊的尾型［12］。

3 山羊基因組CNV與性狀相關(guān)性的研究

2010年，F(xiàn)ontanesi等完成了首個(gè)山羊CNV圖譜的繪制，并與牛基因組中的CNVRs進(jìn)行比較，進(jìn)一步評(píng)估這些CNV區(qū)域內(nèi)基因的功能相關(guān)性及其對(duì)山羊行為、生產(chǎn)和抗病性狀的影響［13］；2016年，Menzi等在波爾山羊毛色的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，EDNRA基因的拷貝數(shù)與白色毛的覆蓋度成正相關(guān)［14］；2015 年，王維的研究發(fā)現(xiàn)，ZNF280BY基因特異存在于Y染色體，為多拷貝基因，與種公羊繁殖力有關(guān)［15］。

4 豬基因組CNV與性狀相關(guān)性的研究

2015年，Wang等對(duì)豬基因組中肉質(zhì)關(guān)聯(lián)的CNV進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3個(gè)CNVs與肉質(zhì)關(guān)聯(lián)的QTL區(qū)域重疊，其中NTN1基因的拷貝數(shù)變異對(duì)肉質(zhì)產(chǎn)生影響，表明CNV可能會(huì)導(dǎo)致SNP以外的肉品質(zhì)相關(guān)的遺傳變異［16］；2017 年，Revilla等的研究發(fā)現(xiàn)，與CNV關(guān)聯(lián)的 CLCA4、CYP4X1、GPAT2、MOGAT2、PLA2G2A 和 PRKG1 基因與商品豬的生產(chǎn)性狀有關(guān)，其中GPAT2基因與背膘所占比例相關(guān)，這種CNV可能導(dǎo)致脂肪酸組成和生長性狀發(fā)生遺傳變異［17］；2017 年，Wang 等對(duì)太湖豬的全基因組遺傳變異進(jìn)行了研究，共檢測到455個(gè)CNVs，其中有168個(gè)CNVs共注釋到189個(gè)基因，41個(gè)CNVs位于與重要經(jīng)濟(jì)性狀有關(guān)的QTL區(qū)域，分析發(fā)現(xiàn)CNV對(duì)太湖豬的繁殖性能和胴體品質(zhì)產(chǎn)生影響［18］。

5 展望

目前，在家畜中與生產(chǎn)性狀相關(guān)CNV的檢測和分析仍然較少，相關(guān)研究可以為分子遺傳變異提供更廣闊的空間?，F(xiàn)有研究已顯示，CNV可以同SNP一樣作為遺傳標(biāo)記，通過與某種性狀的QTL連鎖，應(yīng)用于家畜育種研究中，可選出適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)性能好的群體?？梢灶A(yù)見，CNV在家畜優(yōu)良性狀的選育中具有廣闊的應(yīng)用前景，它將作為一種有效的遺傳標(biāo)記或遺傳信息應(yīng)用于家畜育種之中。隨著基因芯片技術(shù)及新一代測序技術(shù)的發(fā)展，通過對(duì)CNV的檢測及與各種來源數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析，探討CNV與家畜生物進(jìn)化、生理過程及疾病防治等的聯(lián)系，CNV將能更廣泛地應(yīng)用于家畜育種工作中。

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