動(dòng)物重要經(jīng)濟(jì)性狀基因的分離與應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　《動(dòng)物重要經(jīng)濟(jì)性狀基因的分離與應(yīng)用(精)》總結(jié)了動(dòng)物重要經(jīng)濟(jì)性狀重要基因挖掘和利用方面國內(nèi)外在理論、方法及應(yīng)用上的研究進(jìn)展，系統(tǒng)介紹了本研究團(tuán)隊(duì)取得的研究發(fā)現(xiàn)和重要成果。內(nèi)容既涉及經(jīng)典的復(fù)雜性狀連鎖分析、精細(xì)定位、候選基因分析、基因表達(dá)分析、標(biāo)記輔助選擇和生物信息學(xué)的理論與方法，又涵蓋了近年來的研究熱點(diǎn)：包括全基因組關(guān)聯(lián)分析、基因組選擇、基因聚合的理論與方法。同時(shí)本書闡述了上述理論方法在我國畜禽(包括奶牛、豬、雞)分子育種和基因檢測(cè)中的應(yīng)用及主要結(jié)果。
《動(dòng)物重要經(jīng)濟(jì)性狀基因的分離與應(yīng)用(精)》可供高等院校、科研機(jī)構(gòu)等從事動(dòng)物遺傳育種的科研人員和研究生參考。

作者簡介

　　張勤，男，1956-，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，農(nóng)業(yè)部動(dòng)物遺傳育種與繁殖綜合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，國家杰出青年基金獲得者。國家生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家。中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)動(dòng)物遺傳育種學(xué)分會(huì)理事長，中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)信息技術(shù)分會(huì)理事長?！禞ournalof Animal Breeding and Genetics》、《遺傳》、《中國畜牧雜志》編委。主要研究方向?yàn)榉肿訑?shù)量遺傳學(xué)和豬、奶牛分子育種。

書籍目錄

第1章 緒論
參考文獻(xiàn)
第2章 QTL連鎖分析理論和方法
2.1 QTL連鎖分析概述
2.2 Bayes統(tǒng)計(jì)推斷的基本原理
2.3 基于RJ—MCMC進(jìn)行畜禽遠(yuǎn)交群體QTL連鎖分析
 2.3.1 遺傳模型
 2.3.2 標(biāo)記基因型和性狀表型的數(shù)據(jù)模擬
 2.3.3 QTL的IBl2)矩陣推斷方法
 2.3.4 基于RJ-MCMC的QTL連鎖分析
 2.3.5 連續(xù)性狀QTL連鎖分析
 2.3.6 二級(jí)閾性狀QTL連鎖分析
 2.3.7 主要結(jié)論
2.4 基于貝葉斯壓縮(Bayes shrinkage)技術(shù)的QTL連鎖分析
2.4.1 基于Bayes壓縮技術(shù)的連鎖分析模型
2.4.2 全條件后驗(yàn)分布推導(dǎo)和M(；MC抽樣
2.4.3 基于MCMC參數(shù)估計(jì)值的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)
2.4.4 貝葉斯壓縮方法的模擬驗(yàn)證
參考文獻(xiàn)
第3章 QTL精細(xì)定位理論與方法
3.1 基于IBD方法的基因精細(xì)定位
 3.1.1 IBD定位方法基本原理
 3.1.2 IBD精細(xì)定位的分析方法
 3.1.3 IBD精細(xì)定位的模擬研究
3.2 結(jié)合連鎖分析(LA)和連鎖不平衡分析(LA／LD)的QTL精細(xì)定位策略
 3.2.1 LD／LA定位的理論基礎(chǔ)和方法
 3.2.2 基于模擬試驗(yàn)進(jìn)行LA和LA／LD分析的比較研究
 3.2.3 主要結(jié)論
參考文獻(xiàn)
第4章 基于傳遞不平衡檢驗(yàn)的關(guān)聯(lián)分析方法
4.1 利用系譜傳遞不平衡檢驗(yàn)進(jìn)行閾性狀QTL定位
 4.1.1 PTDT方法
 4.1.2 PTDT的檢驗(yàn)功效和I型錯(cuò)誤
 4.1.3 影響PTDT檢驗(yàn)效力的因素
4.2 利用系譜傳遞不平衡檢驗(yàn)進(jìn)行數(shù)量性狀QTL定位
 4.2.1 數(shù)量性狀轉(zhuǎn)化為分類性狀方法
 4.2.2 選擇性基因型測(cè)定
 4.2.3 數(shù)據(jù)模擬
 4.2.4 數(shù)量性狀轉(zhuǎn)化方法比較
 4.2.5 PTDT、與QTDT和PDT效力比較
 4.2.6 PTDT選擇性基因型測(cè)定基因定位效力
參考文獻(xiàn)
第5章 單倍型推斷
5.1 基本概念
 5.1.1 單倍型(haplotype)、雙倍型(diplotype)
 5.1.2 單倍型推斷
 5.1.3 大片段染色體單倍型推斷
5.2 利用單親資料推斷單倍型——SPFt{AP法
 5.2.1 方法概述
 5.2.2 單倍型推斷效率
5.3 利用全同胞信息推斷單倍型——FSHAP法
 5.3.1 方法概述
 5.3.2 單倍型推斷效率
5.4 復(fù)雜家系單倍型推斷
 5.4.1 零重組單倍型推斷方法(ZRHI)
 5.4.2 有重組單倍型推斷方法——MRHI
 5.4.3 討論
參考文獻(xiàn)
第6章 生物信息學(xué)在重要經(jīng)濟(jì)性狀的基因分離中應(yīng)用
6.1 牛全基因組轉(zhuǎn)錄因子數(shù)據(jù)庫構(gòu)建
 6.1.1 牛全基因組預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)錄因子識(shí)別原理
 6.1.2 數(shù)據(jù)與方法
 6.1.3 牛全基因組預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)錄因子數(shù)據(jù)庫的構(gòu)架以及應(yīng)用
 6.1.4 數(shù)據(jù)庫特征分析
6.2 后生動(dòng)物轉(zhuǎn)錄因子ETS基因家族的分類與進(jìn)化分析
 6.2.1 數(shù)據(jù)來源和分析方法
 6.2.2 分析結(jié)果
 6.2.3 討論
6.3 基因芯片的數(shù)據(jù)分析
 6.3.1 微陣列數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型
 6.3.2 非對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換方法
 6.3.3 檢測(cè)差異表達(dá)的基因
 6.3.4 cDNA微陣列數(shù)據(jù)的模擬
 6.3.5 模擬數(shù)據(jù)研究結(jié)果
 6.3.6 模擬研究結(jié)果分析
 6.3.7 實(shí)際數(shù)據(jù)分析應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
第7章 動(dòng)物分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)
7.1 標(biāo)記輔助選擇
 7.1.1 MA—BLUP
 7.1.2 兩階段選擇
7.2 標(biāo)記輔助導(dǎo)入
7.3 標(biāo)記輔助基因聚合
 7.3.1 基因聚合的基本思路
 7.3.2 動(dòng)物群體的基因聚合方案
 7.3.3 基因聚合所需群體規(guī)模的計(jì)算
 7.3.4 不同基因聚合方案的比較
 7.3.5 影響基因聚合方案效率的因素
 7.3.6 基因聚合的果蠅模擬試驗(yàn)
參考文獻(xiàn)
第8章 基因組選擇技術(shù)
8.1 基因組選擇技術(shù)簡介
 8.1.1 基因組選擇的基本原理
 8.1.2 基因組育種值的計(jì)算方法
 8.1.3 基因組選擇的準(zhǔn)確性及其影響因素
 8.1.4 基因組選擇的應(yīng)用
8.2 利用性狀特異關(guān)系矩陣的最佳線性無偏預(yù)測(cè)法(TABLUP)
 8.2.1 TABLUP法的基本方法
 8.2.2 TABLUP法的性能
8.3 利用低密度標(biāo)記的基因組選擇
 8.3.1 高密度芯片下GEBV的準(zhǔn)確性
 8.3.2 標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)下低密度芯片的GEBV準(zhǔn)確性
 8.3.3 遺傳力對(duì)低密度標(biāo)記GEBV準(zhǔn)確性的影響
 8.3.4 有效群體大小對(duì)低密度標(biāo)記GEBV準(zhǔn)確性的影響
 8.3.5 篩選標(biāo)記數(shù)和芯片密度的關(guān)系
 8.3.6 低密度標(biāo)記基因組選擇的相關(guān)問題
參考文獻(xiàn)
第9章 豬免疫性狀基因定位
9.1 豬各種免疫性狀的生物學(xué)意義
 9.1.1 血液指標(biāo)
 9.1.2 細(xì)胞因子
 9.1.3 T淋巴細(xì)胞亞群
 9.1.4 IgG與溶菌酶
9.2 豬免疫(抗病)性狀相關(guān)QTL和候選基因的研究現(xiàn)狀
 9.2.1 豬免疫(抗病)性狀相關(guān)QTL的研究現(xiàn)狀
 9.2.2 豬免疫(抗病)性狀相關(guān)候選基因的研究現(xiàn)狀
9.3 我國豬群中免疫性狀相關(guān)的QTL檢測(cè)
 9.3.1 試驗(yàn)豬群及免疫指標(biāo)測(cè)定
 9.3.2 微衛(wèi)星標(biāo)記的選擇及QTL連鎖分析
 9.3.3 影響豬血常規(guī)指標(biāo)QTL的定位結(jié)果
 9.3.4 影響豬細(xì)胞因子QTL的定位結(jié)果
9.4 我國豬群中豬免疫性狀的候選基因分析
 9.4.1 豬CDl4基因的克隆和組織表達(dá)
 9.4.2 TLR4的組織表達(dá)
 9.4.3 LMP2和MECL一1基因的克隆和組織表達(dá)
 9.4.4 豬LMP2、LMP7基因與免疫性狀的關(guān)聯(lián)分析
參考文獻(xiàn)
第10章 仔豬腹瀉抗性基因分離與鑒定
10.1 致仔豬腹瀉大腸桿菌簡介
 10.1.1 大腸桿菌疾病分類及主要特征
 10.1.2 大腸桿菌的致病機(jī)理
 10.1.3 ETEC的血清分型
 10.1.4 產(chǎn)腸毒素的毒力因子及其致病性
10.2 仔豬小腸上的大腸桿菌受體
 10.2.1 受體的作用
 10.2.2 受體的性質(zhì)
 10.2.3 腸道不同部位、日齡等對(duì)受體的影響
 10.2.4 仔豬產(chǎn)腸毒素F4ab／ac受體的遺傳特性
 10.2.5 受體的檢測(cè)以及影響因素
10.3 F4受體候選基因的篩選
 10.3.1 DDRT—PCR技術(shù)篩選仔F4受體候選基因
 10.3.2 抑制性消減雜交(SSH)技術(shù)篩選仔豬腹瀉抗性候選基因
10.4 仔豬腹瀉大腸桿菌F4aD，／ac受體候選基因分析
 10.4.1 轉(zhuǎn)鐵蛋白(Tf)
 10.4.2 腫瘤相關(guān)鈣離子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子1(TACSTDl)
 10.4.3 黏液素4基因(MUC4)
10.5 F4ab／ac受體基因的精細(xì)定位
參考文獻(xiàn)
第ll章 奶牛產(chǎn)奶性狀全基因組關(guān)聯(lián)分析
11.1 資源群體
11.2 SNP基因型測(cè)定及質(zhì)量控制
11.3 全基因組關(guān)聯(lián)分析統(tǒng)計(jì)方法
 11.3.1 關(guān)聯(lián)分析的統(tǒng)計(jì)模型
 11.3.2 對(duì)多重檢驗(yàn)的校正
 11.3.3 群體分層檢驗(yàn)
11.4 與牛產(chǎn)奶性狀顯著關(guān)聯(lián)的SNPs
 11.4.1 產(chǎn)奶量
 11.4.2 乳脂量
 11.4.3 乳蛋白量
 11.4.4 乳脂率
 11.4.5 乳蛋白率
11.5 主要結(jié)論
參考文獻(xiàn)
第12章 雞生長和產(chǎn)蛋性狀候選基因分析
12.1 雞重要經(jīng)濟(jì)性狀分子遺傳機(jī)理研究現(xiàn)狀
 12.1.1 雞的基因組圖譜
 12.1.2 雞重要經(jīng)濟(jì)性狀QTL定位研究進(jìn)展
 12.1.3 雞重要經(jīng)濟(jì)性狀的候選基因
 12.1.4 北京油雞生長和產(chǎn)蛋性狀候選基因分析
12.2 TGFB2和IGF2R基因的遺傳效應(yīng)分析
 12.2.1 SNP篩選和測(cè)定
 12.2.2 SNP與性狀的關(guān)聯(lián)分析
 12.2.3 TGFB2基因SNP的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)分析
12.3 IGFBPl、IGFBP3和STAT5B基因遺傳效應(yīng)分析
 12.3.1 SNP篩選和測(cè)定
 12.3.2 基因和基因型頻率以及Hardy—weinberg平衡檢驗(yàn)
 12.3.3 SNP與生長和產(chǎn)蛋性狀的關(guān)聯(lián)分析
 12.3.4 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)
 12.3.5 轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)分析
12.4 GHRHR和JAK2基因遺傳效應(yīng)分析
 12.4.1 SNP篩選和測(cè)定
 12.4.2 SNP與生長和產(chǎn)蛋性狀關(guān)聯(lián)分析
參考文獻(xiàn)
第13章 動(dòng)物雜種優(yōu)勢(shì)分子遺傳機(jī)理研究
13.1 試驗(yàn)雞群組建
13.2 試驗(yàn)雞群主要屠體性狀及產(chǎn)蛋性狀的雜種優(yōu)勢(shì)率
 13.2.1 主要屠體性狀的雜種優(yōu)勢(shì)
 13.2.2 主要產(chǎn)蛋性狀的雜種優(yōu)勢(shì)
 13.2.3 主要蛋品質(zhì)性狀的雜種優(yōu)勢(shì)率
13.3 心肌和肝臟組織基因差異表達(dá)與雞屠體性狀雜種優(yōu)勢(shì)的關(guān)系
 13.3.1 基因差異表達(dá)類型與雞屠體性狀雜種優(yōu)勢(shì)的關(guān)系
 13.3.2 差異表達(dá)基因的表達(dá)量與屠體性狀雜種優(yōu)勢(shì)的關(guān)系
 13.3.3 主要研究結(jié)論
13.4 卵巢組織基因差異表達(dá)與雞產(chǎn)蛋性狀和蛋品質(zhì)性狀雜種優(yōu)勢(shì)的關(guān)系
 13.4.1 基因差異表達(dá)模式與雞產(chǎn)蛋性狀和蛋品質(zhì)性狀雜種優(yōu)勢(shì)的關(guān)系
 13.4.2 差異表達(dá)基因的表達(dá)量與產(chǎn)蛋性狀和蛋品質(zhì)性狀雜種優(yōu)勢(shì)的關(guān)系
13.5 應(yīng)用熒光定量差異顯示技術(shù)探索雞雜種優(yōu)勢(shì)的分子機(jī)理
 13.5.1 利用持家基因的熒光定量分析標(biāo)定cDNA池的濃度
 13.5.2 促卵泡素受體基因(FsHR)的熒光定量檢測(cè)結(jié)果
 13.5.3 雌激素受體(ER)基因的熒光定量檢測(cè)結(jié)果
 13.5.4 主要研究結(jié)論
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 緒論　　動(dòng)物育種主要有兩個(gè)方面的工作，一是通過人工的定向選擇，使現(xiàn)有的動(dòng)物品種在主要生產(chǎn)性能上的遺傳水平得到不斷的提高，從而實(shí)現(xiàn)群體的遺傳改良。二是通過雜交等手段將不同群體的優(yōu)良基因整合，生產(chǎn)符合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品或培育新的動(dòng)物品種或品系。　　選擇的理論和方法歷來是動(dòng)物遺傳育種工作者的研究重點(diǎn)。根據(jù)數(shù)量遺傳學(xué)的理論，通過選擇所獲得的群體遺傳進(jìn)展的速率與選擇強(qiáng)度、群體的遺傳變異性和選擇的準(zhǔn)確性成正相關(guān)，與世代間隔成反相關(guān)，因而對(duì)選擇理論和方法的研究也主要圍繞著這4個(gè)方面進(jìn)行，而其中的核心又是選擇的準(zhǔn)確性。選擇的基礎(chǔ)是個(gè)體遺傳評(píng)估，因此遺傳評(píng)估方法成為研究的重點(diǎn)。根據(jù)數(shù)量遺傳學(xué)的微效多基因理論，數(shù)量性狀的表現(xiàn)是由很多基因以及環(huán)境的共同作用所決定的，由于基因的數(shù)目很多，而每個(gè)基因的作用一般都較小，再加上環(huán)境因素的干擾，我們不能對(duì)每個(gè)基因單獨(dú)地進(jìn)行分析，而只能將所有的基因作為一個(gè)整體來考慮，實(shí)際上就是將基因的作用當(dāng)做一個(gè)“黑匣子”。因此，遺傳評(píng)估就是對(duì)所有基因的整體效應(yīng)進(jìn)行估計(jì)。遺傳評(píng)估方法在過去的50余年中得到了很大的發(fā)展，尤其是自20世紀(jì)70年代后期以來，由Hen-derson（1974）提出的最佳線性無偏估計(jì)（best linear unbiased prediction，BLUP）理論和方法在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，成為動(dòng)物個(gè)體遺傳評(píng)估的通用和標(biāo)準(zhǔn)方法。傳統(tǒng)的遺傳評(píng)估（包括BLUP方法）是根據(jù)個(gè)體的性狀表型信息和系譜信息來估計(jì)個(gè)體育種值，BLUP（尤其是動(dòng)物模型BLUP）方法為我們提供了利用這種信息的最佳手段，使得動(dòng)物個(gè)體育種值估計(jì)的準(zhǔn)確性得到了很大提高，因而對(duì)于多數(shù)動(dòng)物重要經(jīng)濟(jì)性狀來說，基于BLUP的選擇取得了顯著的遺傳改良效果。例如，美國荷斯坦奶牛平均305天的產(chǎn)奶量在過去的近50年中由約6000kg增加到約12000kg，提高了近l倍，而其中由于群體遺傳改良所帶來的遺傳進(jìn)展約為4000kg（圖1-1）。再如，加拿大長白豬、大白豬和杜洛克3個(gè)主要品種豬達(dá)100kg體重日齡在過去的近30年中的累計(jì)遺傳進(jìn)展達(dá)到了近30天（圖l-2）。　　盡管傳統(tǒng)的選擇方法在動(dòng)物育種實(shí)踐中取得了巨大成就，但它并不完美，在有的情況下這種選擇不能取得理想的效果。例如對(duì)于低遺傳力的性狀（如繁殖性狀）和閾性狀（如抗病性），由于在表型信息中所包含的遺傳信息很有限，除非有大量的各類親屬的信息，很難對(duì)個(gè)體做出準(zhǔn)確的遺傳評(píng)定。再如對(duì)于限性性狀（如產(chǎn)奶、繁殖性狀），對(duì)不能表達(dá)性狀的個(gè)體一般只能根據(jù)其同胞和后裔的成績對(duì)其進(jìn)行評(píng)定，如果僅利用同胞信息，則由于同胞數(shù)有限，評(píng)定的準(zhǔn)確性一般較低，如果利用后裔信息，而且后裔數(shù)很多（如在奶牛中的情形），評(píng)定的準(zhǔn)確性可以達(dá)到很高，但世代間隔拖長，每年的遺傳進(jìn)展相對(duì)降低，且育種成本很高。還有對(duì)于胴體性狀，因?yàn)楸仨毻涝缀蟛拍軠y(cè)定，一般也只能進(jìn)行同胞或后裔測(cè)定，而且由于性狀測(cè)定的難度和費(fèi)用都很高，測(cè)定的規(guī)模受到限制，使得評(píng)定的準(zhǔn)確性和世代間隔都受到影響?！　　?/pre>








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