CN111850139B - 一种位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记及应用 - Google Patents

一种位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记及应用 Download PDF

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    • C12Q2600/156—Polymorphic or mutational markers

Abstract

本发明属于分子生物技术和分子标记技术领域，具体涉及一种位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记及应用。所述的位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记的SNP位点对应于国际猪基因组11.1版本参考序列12号染色体上第26276230位T>C突变。该分子标记是通过全基因组关联分析得到，该分子标记与杜洛克猪单睾性状显著相关。本发明还提供了一种用于鉴定该分子标记的引物对，利用该分子标记和引物对可建立高效准确的分子标记辅助育种技术，将其应用于种猪单睾性状遗传改良中，从而保障企业利润，增加核心竞争力。

Description

一种位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记及 应用
技术领域
本发明属于分子生物技术和分子标记技术领域，具体涉及一种位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记及应用。
背景技术
我国生猪出栏量占世界生猪出栏总数的一半以上，养猪业创造的产值及其产生的经济效益对经济社会发展有着十分重要的影响。然而，猪的诸多遗传缺陷和疾病往往给养猪业带来巨大的育种和经济损失。猪单睾性状即仔猪出生后仅有一个睾丸，选育过程中拥有该种遗传缺陷的个体将被淘汰。一方面，造成猪单睾性状的主要原因为遗传因素，猪单睾作为一种复杂性状，受多基因控制；另一方面，对于种猪场来说，具有单睾遗传缺陷的种公猪将失去种用价值从而被淘汰，这将直接造成种猪场的经济损失。因此，鉴别影响猪单睾性状的数量性状位点(Quantitative trait loci，QTL)显得十分重要。目前，对畜禽动物用以复杂经济性状的QTL检测研究方法包括三种：候选基因法(Candidate gene approach，CGA)、QTL连锁分析法(QTL linkage analysis，又称QTL定位法)以及全基因组关联分析法(Genome-wide association study，GWAS)。
候选基因法即在已知候选基因与目的性状间存在生理功能、生长发育过程中有较强关联性的前提下，探究候选基因与目标性状的关系。该方法虽然有操作简便、总费用低的优点，但只能针对已知生物学功能的基因，无法找出未知生物学功能的QTL。随着分子生物学的发展，基于系谱和分子标记的QTL定位法的出现突破了这一局限性。与候选基因法相比，QTL定位法研究的是整个基因组范围内的遗传标记与性状之间的关系，通过获取遗传标记与QTL间的连锁不平衡关系，进而判定QTL在基因组的相应位置。QTL定位法是较为精细的定位方法，但仍具有分辨率差，不能一次性精确定位与性状相关的QTL，也无法一次性分析多个性状，周期长而效率低等缺点。GWAS被认为是高分辨率遗传分析的新方法。随着基因组学、高通量测序技术、高密度SNP芯片技术以及计算机技术的飞速发展，使得GWAS逐渐取代QTL定位法成为了复杂性状候选基因鉴定以及遗传解析的重要手段，广泛应用于人类、植物和动物。
杜洛克猪作为瘦肉型猪种，具有适应性强、分布广、生长速度快、饲料转化效率高、胴体瘦肉率高等特点，被广泛用作杜长大(杜洛克猪×长白猪×大白猪)商品猪的终端父本。杜洛克猪作为终端父本，其各项性能指标均具有极高的标准，由此种公猪的选育显得十分重要，而具有遗传缺陷的杜洛克种公猪将会直接影响种猪场收益。因而，探究造成杜洛克猪核心群的单睾性状的潜在致病位点并进行遗传改良，将为养殖企业最快且最大限度地降低此遗传缺陷带来的极大经济损失，保障企业利润。
发明内容
为了克服现有技术的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供一种位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记。
本发明的另一目的在于提供上述位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记的应用。
本发明的再一目的在于提供一种鉴定上述分子标记的引物对。
本发明的第四个目的在于提供上述引物对的应用。
本发明的第五个目的在于提供一种杜洛克猪的遗传改良方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记，其SNP位点对应于国际猪基因组11.1版本参考序列12号染色体上第26276230位T>C突变；
所述的位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记的核苷酸序列优选如SEQ ID NO：1所示，其中序列中的M是T或C，导致猪睾丸数量的不同；
所述的位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记在鉴定杜洛克猪单睾性状和遗传育种中应用；
一种检测猪单睾性状的方法，包含如下步骤：
检测猪12号染色体上上述位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记，所述的分子标记的SNP位点单核苷酸是T还是C；
所述的猪优选为纯种杜洛克及其合成系；
一种鉴定上述位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记的引物对，包含primer-F和primer-R，其核酸序列如下：
上游引物primer-F：5’-AGAAGCTGGACTTAGAACCC-3’；
下游引物primer-R：5’-GAGCCTGGAAAATCTATCCCT-3’；
一种鉴定上述位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记的试剂盒，包含上述引物对；
所述的引物对或试剂盒在鉴定杜洛克猪单睾性状中的应用；
所述的引物对或试剂盒在筛选单睾遗传缺陷猪中的应用；
所述的引物对或试剂盒在猪分子标记辅助育种中的应用；
一种鉴定位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记基因型的方法，包含如下步骤：
(1)提取待测猪的基因组DNA；
(2)采用上述引物对或上述试剂盒中的引物对对步骤(1)获得的基因组DNA进行PCR扩增，得到PCR扩增产物；
(3)对步骤(2)获得的PCR扩增产物进行测序，以便获得测序结果；
(4)基于所述测序结果，确定待测猪的位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记的基因型；
所述的猪优选为纯种杜洛克及其合成系；
一种猪的遗传改良的方法，包含如下步骤：
确定种猪核心群中种猪的上述位于猪12号染色体上与杜洛克单睾形成相关的分子标记的位点，并根据该分子标记做出相应的选择：在所述种猪核心群中选择国际猪基因组11.1版本参考序列12号染色体上第26276230位为CC、TC基因型的种猪个体，淘汰在第26276230该位点为TT基因型的种猪个体，以逐代提高该位点的等位基因C的频率；
所述的种猪优选为纯种杜洛克及其合成系；
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明研究并确定与猪单睾性状形成显著相关的分子标记(SEQ IDNO:1序列标注位置为193位的核苷酸突变)位于猪的12号染色体上的核苷酸序列上，验证其对单睾性状的影响效应，将其应用于筛选种猪单睾遗传缺陷的遗传改良中，以保障企业利润，增加核心竞争力。
(2)本发明提供一种用于鉴定位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记的引物对，通过该分子标记及引物对，为猪的抗病育种相关的筛选工作提供了新方法。
附图说明
图1是纯种杜洛克猪在12号染色体上关于单睾性状的全基因组关联分析(GWAS)曼哈顿图；其中：横坐标表示猪的染色体编号；纵坐标表示-logP值。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实验猪群：本实验一共使用了来源于温氏股份种猪核心场的504头纯种杜洛克。猪群自由采食、饮水，整个饲喂方式、饲养条件等始终保持一致，为常规方法。
实施例1具体解释得到本发明中基因标记的发明过程
(1)纯种杜洛克猪耳样组织DNA的提取方法参照标注苯酚-氯仿法提取全基因组DNA。用Nanodrop-ND1000分光光度计对纯种杜洛克群体的DNA进行质量检测和浓度测定。A260/280比值在1.8～2.0，A260/230比值在1.7～1.9判定为合格。最后将合格的DNA样品统一稀释成50纳克/微升。
(2)猪全基因组50K SNP基因型检测：GeneSeek Genomic Profiler Porcine 50KSNP分型平台，采用Illumina Infinium的使用说明和标准流程进行芯片杂交与结果扫描。最后通过GenomeStudio软件读取基因型数据。用PLINK v1.07对获得的基因型数据进行质量控制，剔除检出率<99.7％，次等位基因频率(Mimor Allel Frequency，MAF)<0.01％或偏离哈代温伯格平衡(Hardy-Weinberg Equilibrium，HWE)P≤10-6的SNP标记，排除检出率<90％，家系孟德尔错误率高于0.1的个体；质控剩余的46462个SNP标记和504样本用于后续数据分析。
(3)全基因组关联(GWAS)分析：为了消除群体层化效应，本发明采用线性混合模型单点回归分析并结合R语言GenABEL软件包进行GWAS分析，分析模型中利用个体间基因组的相似度校正层化效应。采用Bonferrini法确定SNP与单睾性状关联程度的显著性阈值，基因组水平显著阈值为0.05除以有效SNP位点数量，即基因组显著水平阈值为1.07615×10-6，即0.05/46462(有效SNP数量)；染色体水平显著阈值为1除以有效SNP位点数量，即染色体显著水平阈值为2.15230×10-5，即1/46462(有效SNP数量)。
GWAS分析结果如图1所示。从图1可知，在杜洛克中，在12号染色体中存在显著影响猪单睾性状的位点，最强关联的SNP为g.193T>C(P＝2.83×10-8)。
(4)不同基因型与种猪睾丸数量表型的关联性分析：
据表1可知，分子标记的SNP位点g.193T>C(SEQ NO.1中第193位核苷酸)与单睾性状存在极显著关联。在杜洛克群体中，CC基因型猪的患病率为0.07，TC型患病率为0.26，而TT型猪的患病率为1。由此初步推测TT基因型对于猪单睾性状来说可能为潜在致病基因型。另外，根据基因型频率进行的独立性检验结果说明，分子标记的SNP位点g.193T>C的基因型频率在患病、正常两组中的分布具有极显著差异(P<0.01)。
表1 SNP位点g.193T>C的基因型在单睾患病个体与正常个体中的分布比较以及等位基因频率分布
Figure BDA0002622727230000051
注：括号内为对应个体数；加粗部分为等位基因频率分布。
实施例2具体解释发明检测SNP标记的发明过程
(1)含有与杜洛克单睾性状显著相关的SNP位点的目的片段为12号染色体中的一段276bp的核苷酸序列，序列扩增的上下游引物为primer-F和primer-R，其核酸序列如下：
上游引物primer-F：5’-AGAAGCTGGACTTAGAACCC-3’；
下游引物primer-R：5’-GAGCCTGGAAAATCTATCCCT-3’；
(2)PCR扩增的体系与条件设置
配置10μL体系，其中DNA样品1.0μL，上游引物0.3μL，下游引物0.3μL，PCR StarMix5.0μL，ddH2O 3.4μL，PCR条件为94℃预变性2min，94℃变性30s，64℃退火30s，72℃延伸15s，共35个循环，最后延伸为72℃5min。
(3)DNA序列测序鉴定：序列测序在深圳华大基因科技有限公司进行，基因片段测正反两个反应。将所测得的序列与NCBI基因组序列对比，得出对应SNP位点的突变，测序结果如下所示：
AGAAGCTGGACTTAGAACCCAGGTCTCCTGACTCTAGGCCATGGCCCCATCCAGTCCTCCACCACCTCTTCATCTTGAAGCCAGACCAAAGTATTGGGCCCTGGTTCTCAACCTTGTCCACCTCACAGGTGGGTGGGCATTAATGTAGGGGCAGCCCTACAATGGGCATAAAGAGGTGACACCAGGACCCTGM(T/C)AGCTGCTGTGGTCCCAGCATAGCTCCCCTTAGCCAGGGGCGGGAGGGTGCTCATCTCAAGGTAGGGATAGATTTTCCAGGCTC；
注：序列中标注的M为突变位点，用标有下划线显示(括号中为突变碱基，为等位基因突变)，在该序列的首尾加粗显示为引物序列结合位置。
实施例3分子标记的SNP位点g.193T>C效应分析
根据表1可知，分子标记的SNP位点g.193T>C(SEQ NO.1中第193位核苷酸)与单睾性状存在极显著关联。在杜洛克群体中，CC基因型猪的患病率仅为0.07，TC型患病率为0.26，而TT型猪的患病率为1。因此，通过分子标记辅助选择，逐步对群体内基因型为TT的猪进行淘汰，则能显著提高等位基因C的等位基因频率，降低种猪单睾发生率，减少育种损失的同时加快猪遗传缺陷的改良进展从而有效提高种猪育种的经济效益，增加核心竞争力。
本发明通过对SEQ ID NO:1序列中的第193位碱基突变位点进行检测，初步进行其基因型与猪的单睾发生之间的关联分析，为猪的分子标记辅助选择提供了一个新的分子标记，利用该分子标记和对应引物对可建立高效准确的分子标记辅助育种技术。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
SEQUENCE LISTING
<110> 华南农业大学；温氏食品集团股份有限公司
<120> 一种位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记及应用
<130> 1
<160> 3
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 276
<212> DNA
<213> Artificial
<220>
<223> SEQ ID NO：1
<400> 1
agaagctgga cttagaaccc aggtctcctg actctaggcc atggccccat ccagtcctcc 60
accacctctt catcttgaag ccagaccaaa gtattgggcc ctggttctca accttgtcca 120
cctcacaggt gggtgggcat taatgtaggg gcagccctac aatgggcata aagaggtgac 180
accaggaccc tgmagctgct gtggtcccag catagctccc cttagccagg ggcgggaggg 240
tgctcatctc aaggtaggga tagattttcc aggctc 276
<210> 2
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial
<220>
<223> 引物primer-F
<400> 2
agaagctgga cttagaaccc 20
<210> 3
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial
<220>
<223> 引物primer-R
<400> 3
gagcctggaa aatctatccc t 21

Claims (7)

1.一种用于检测位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记的检测试剂在鉴定杜洛克猪单睾性状和遗传育种中的应用，其特征在于：所述的位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记的SNP位点对应于国际猪基因组11.1版本参考序列12号染色体上第26276230位T>C突变；
所述的位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记的核苷酸序列如SEQ IDNO：1所示，其中序列中的M是T或C，导致猪睾丸数量的不同，TT基因型为单睾。
2.一种检测猪单睾性状的方法，其特征在于包含如下步骤：
检测猪12号染色体上权利要求1中所述的位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记，所述的分子标记的SNP位点单核苷酸是T还是C，其中，TT基因型为单睾；
所述的猪为纯种杜洛克及其合成系。
3.一种鉴定位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记的引物对在鉴定杜洛克猪单睾性状中的应用，其特征在于：
所述的分子标记为权利要求1中所述的分子标记，所述的引物对包含primer-F和primer-R，其核酸序列如下：
上游引物primer-F：5’-AGAAGCTGGACTTAGAACCC-3’；
下游引物primer-R：5’-GAGCCTGGAAAATCTATCCCT-3’。
4.一种鉴定位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记的引物对在筛选单睾遗传缺陷猪中的应用，其特征在于：
所述的分子标记为权利要求1中所述的分子标记，所述的引物对包含primer-F和primer-R，其核酸序列如下：
上游引物primer-F：5’-AGAAGCTGGACTTAGAACCC-3’；
下游引物primer-R：5’-GAGCCTGGAAAATCTATCCCT-3’；
所述的猪为纯种杜洛克及其合成系。
5.一种鉴定位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记的试剂盒在鉴定杜洛克猪单睾性状中的应用，其特征在于：
所述的分子标记为权利要求1中所述的分子标记，所述的试剂盒包含权利要求3中所述的引物对。
6.一种鉴定位于猪12号染色体上与猪单睾形成相关的分子标记的试剂盒在筛选单睾遗传缺陷猪中的应用，其特征在于：
所述的分子标记为权利要求1中所述的分子标记，所述的试剂盒包含权利要求3中所述的引物对；
所述的猪为纯种杜洛克及其合成系。
7.一种猪的遗传改良的方法，其特征在于包含如下步骤：
确定种猪核心群中种猪的权利要求1中所述的位于猪12号染色体上与杜洛克单睾形成相关的分子标记的位点，并根据该分子标记做出相应的选择：在所述种猪核心群中选择国际猪基因组11.1版本参考序列12号染色体上第26276230位为CC、TC基因型的种猪个体，淘汰在第26276230该位点为TT基因型的种猪个体，以逐代提高该位点的等位基因C的频率；
所述的猪为纯种杜洛克及其合成系。
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