CN117867137A - 一种影响绒山羊产羔性状的snp分子标记及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种影响绒山羊产羔性状的SNP分子标记,该SNP分子标记是山羊三代基因组ARS1版本第6号染色体上第88057135处的A>G碱基突变。通过将该SNP分子标记应用于提高绒山羊产羔性状、培育绒山羊多羔品系、改良绒山羊母羊产羔性状、评价绒山羊母羊产羔性能、筛选绒山羊母羊产羔性状等领域,可以提高绒山羊的产羔性能,进而提高绒山羊的经济价值及市场竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及分子生物技术领域,特别涉及一种影响绒山羊产羔性状的SNP分子标记及应用。
背景技术
我国是传统的养羊大国,也是羊肉生产消费大国。虽然我国目前是世界上山羊存栏数最多的国家,但随着我国羊肉消费量的逐年增加,羊肉的进口量远高于出口量,急剧攀升的羊肉需求与肉羊生产力之间的矛盾日益突出。为缓解这一矛盾,提高母羊繁殖力被认为是最经济、最有效的措施。在母羊繁殖性能中,产羔数对养羊业经济效益的贡献可以达到74%~96%,据统计产双羔所获的经济效益是产单羔的1.6倍以上。因此提高母羊繁殖力成为我国养羊业可持续发展的重大战略问题。但由于产羔数是低遗传力且微效多基因调控的性状,常规的表型选择方法存在效率低、准确性差等问题,因此亟待挖掘新的分子遗传标记,进行标记辅助选择(MAS),从分子水平上改良性状,进而提高遗传进展。
绒山羊是我国特色优势品种,所产山羊绒素有“软黄金”之美称而享誉全世界,是我国唯一具有出口定价权的畜产品。近年来,国内外对绒山羊生产性能的研究主要集中在羊绒产量、羊绒品质、毛囊生长发育等生产性能指标上,对于产羔数的研究鲜有报道。山羊中繁殖性状的研究是最为薄弱的,目前世界上还没有获得任何已确定的能够影响山羊产羔数的主效基因。目前所有报道的多羔主效基因都是在欧洲绵羊中定位出来的,在我国地方羊中又不适用或结论不一。我国大多采用候选基因法,基因组水平的研究十分匮乏。
全基因组关联分析(GWAS)已成为动植物复杂性状遗传解析的首选工具,可以快速、有效的筛选与性状相关的分子遗传标记。陕北白绒山羊为低产羔品种,经过调研发现仍有产羔数多的个体存在,它们在产羔性能上存在极显著差异,这为揭示陕北白绒山羊产羔性状形成的分子机理,挖掘陕北地区绒山羊特有的、与繁殖性能相关联的分子标记,提供了理想的对比素材。
发明内容
本发明的目的是提供一种影响绒山羊产羔性状的新的SNP分子标记,并且该SNP分子标记用于对绒山羊产羔性状的遗传改良及育种,以提高绒山羊的产羔性能,进而提高绒山羊的经济价值及市场竞争力。
根据本发明的第一个方面,提供了一种影响绒山羊产羔性状的SNP分子标记,该SNP分子标记是山羊三代基因组ARS1版本第6号染色体上第88057135处的A>G碱基突变。通过该分子标记,可以对绒山羊产羔性状进行遗传改良及育种,以提高绒山羊的产羔性能,进而提高绒山羊的经济价值及市场竞争力。
根据本发明的第二个方面,提供了一种SNP分子标记在提高绒山羊产羔性状上的应用,该SNP分子标记是山羊三代基因组ARS1版本第6号染色体上第88057135处的A>G碱基突变。通过该应用,可以显著提高绒山羊产羔性能。
在某些实施方式中,所述应用包括如下步骤:
1)对后备母羊检测所述的SNP分子标记;
2)选留步骤1)中检测得到的等位基因型为AA基因型的个体,作为留种母羊,淘汰AG及GG基因型个体,即可有效提高母羊的产羔数。
根据本发明的第三个方面,提供了一种SNP分子标记在培育绒山羊多羔品系上的应用,该SNP分子标记是山羊三代基因组ARS1版本第6号染色体上第88057135处的A>G碱基突变。通过该应用,可以快速、高效地培育出高产羔性状的绒山羊品系。
在某些实施方式中,所述应用包括如下步骤:
1)对后备母羊检测所述的SNP分子标记;
2)选留步骤1)中检测得到的等位基因型为AA基因型的个体,作为留种母羊,并对该留种母羊进行配种;
3)对步骤2)中配种出生的母羊检测所述的SNP分子标记,保留AA基因型的个体,淘汰AG及GG基因型个体,再进行繁育,即可培育出产羔数高的绒山羊品系。
根据本发明的第四个方面,提供了一种SNP分子标记在改良绒山羊母羊产羔性状上的应用,该SNP分子标记是山羊三代基因组ARS1版本第6号染色体上第88057135处的A>G碱基突变。由此,可以改良绒山羊的产羔性能,加快绒山羊产羔性能的遗传选育进展,提高绒山羊的经济价值及市场竞争力。
在某些实施方式中,所述应用包括如下步骤:
1)对后备母羊检测所述的SNP分子标记;
2)选留步骤1)中检测得到的等位基因型为AA基因型的个体,作为留种母羊,并对该留种母羊进行配种;
3)对步骤2)中配种后出生的母羊检测所述的SNP分子标记,保留AA基因型个体,并对AA基因型个体母羊再次进行繁育选配,保留后代母羊中AA基因型个体,淘汰AG及GG基因型,以逐代提高优势等位基因A的频率,从而提高母羊群体的产羔数性状,改良后代母羊群体的产羔数及繁殖力。
根据本发明的第五个方面,提供了一种SNP分子标记在评价绒山羊母羊产羔性状上的应用,该SNP分子标记是山羊三代基因组ARS1版本第6号染色体上第88057135处的A>G碱基突变。由此,可以在绒山羊早期就通过检测该SNP分子标记,来评价绒山羊的产羔性能,可以早期进行选育,缩短选育进程,提高选育效率。
在某些实施方式中,该应用包括如下步骤:对待评价母羊检测所述的SNP分子标记,当检测的基因型为AA时,该待评价母羊具有高产羔性能;当基因型为AG及GG时,该待评价母羊的产羔性能不高。
根据本发明的第六个方面,提供了一种SNP分子标记在筛选绒山羊母羊产羔性状上的应用,该SNP分子标记是山羊三代基因组ARS1版本第6号染色体上第88057135处的A>G碱基突变。由此,可以通过对绒山羊后备母羊进行早期筛选,仅需要检测该SNP分子标记位点的基因型即可预测该母羊的产羔性能,而决定对该后备母羊进行选留或淘汰,可提高选育效率,降低饲养成本,提高养殖场生产效益。
在某些实施方式中,该应用包括如下步骤:对待筛选后备母羊检测所述的SNP分子标记,当检测的基因型为AA时,该待评价母羊具有高产羔性能,可予以保留;当基因型为AG及GG时,该待评价母羊的产羔性能不高,予以淘汰。
根据本发明的第七个方面,提供了一种含有与绒山羊产羔性状相关的SNP分子标记的核苷酸序列,其中,所述序列含有如SEQ ID No:1所示的核苷酸序列,且所述序列中M表示A>G碱基突变。由此,通过该序列,可以高效、便捷的设计该SNP分子标记的检测引物或探针,对该分子标记进行检测,即可确定待检测母羊的该位点的基因型,筛选优势基因型,并进一步用于绒山羊产羔性状的选育,提高绒山羊的产羔性能,进而提高绒山羊的经济价值及市场竞争力。
根据本发明的第八个方面,提供了一种核苷酸序列在制备用于检测与绒山羊产羔性状相关的SNP分子标记产品中的应用,该核苷酸序列含有如SEQ ID No:1所示的核苷酸序列,且所述序列中M表示A>G碱基突变。由此,可通过该含有与绒山羊产羔性状相关的SNP分子标记的核苷酸序列来设计引物或者探针,对该分子标记进行检测,即可确定待检测母羊的该位点的基因型,筛选优势基因型,并进一步用于绒山羊产羔性状的选育,提高绒山羊的产羔性能,进而提高绒山羊的经济价值及市场竞争力。
本发明的有益效果:
1、本发明公开了一种新的影响绒山羊产羔性状的SNP分子标记,通过该SNP分子标记,可以简单、便捷、高效地对绒山羊产羔性状进行选育,可以提高绒山羊群体的产羔数以及有效缩短育种年限,提高绒山羊的经济价值及市场竞争力。
2、本发明公开了一种新的影响绒山羊产羔性状的SNP分子标记在提高绒山羊产羔性状上的应用,通过该应用可以提高绒山羊的产羔数,提高绒山羊的经济价值。
3、本发明公开了一种新的影响绒山羊产羔性状的SNP分子标记在培育绒山羊多羔品系上的应用,通过该应用可以培育出高产羔性状的绒山羊品系,从品系上提高绒山羊的产羔数,提高其繁殖力,提高市场竞争力。
4、本发明公开了一种新的影响绒山羊产羔性状的SNP分子标记在改良绒山羊母羊产羔性状上的应用,通过该应用可改良绒山羊的产羔性状,提高其繁殖力。
5、本发明公开了一种新的影响绒山羊产羔性状的SNP分子标记在评价绒山羊母羊产羔性状上的应用,通过该应用可以快速、便捷地评价绒山羊的产羔性能,在早期对绒山羊后备母羊进行评价和选择,提高选育效率。
6、本发明公开了一种新的影响绒山羊产羔性状的SNP分子标记在筛选绒山羊母羊产羔性状上的应用,通过该应用可以快速地对绒山羊母羊的产羔性状进行筛选,简单、便捷。
7、本发明公开了一种含有与绒山羊产羔性状相关的SNP分子标记的核苷酸序列,通过该序列,可以设计相应的引物或者探针,对该SNP分子标记进行鉴定,然后用于绒山羊产羔性状的选育,可以提高绒山羊群体的产羔数以及有效缩短育种年限,提高绒山羊的经济价值及市场竞争力。
附图说明
图1为绒山羊母羊DNA电泳图;
图2为变异集合SNP鉴定结果图;
图3为用亲缘关系矩阵绘制的热图及频率分布图,其中,左边为热图,右边为频率分布图;
图4为产羔数进行关联分析的曼哈顿图,其中,箭头及圆圈标记为本申请筛选出的6_88057135位点SNP分子标记,该分子标记为位于山羊三代基因组ARS1版本第6号染色体上第88057135处的A>G碱基突变。
具体实施方式
下面结合附图对发明作进一步详细的说明。
实施例一、影响绒山羊产羔性状的SNP分子标记的筛选及验证1.试验材料
1.1样本收集
选择3-4岁、饲养条件相似,健康的的陕北白绒山羊成年母羊的耳组织样品,装入提前装有酒精的1.5mL试管内,用于基因组DNA提取。对提取的DNA进行电泳,结果如图1所示:电泳图中DNA条带清晰,无拖尾,可用于后续分析。
1.2表型收集和统计
通过羊场生产记录,对每个陕北白绒山羊母羊个体的产羔数进行统计。
2样本测序及GWAS分析
2.1基因组测序
对样本基因组DNA利用华大MGI-2000/MGI-T7测序平台采用双端测序方法进行测序,测序深度为10×左右,reads平均长度为150bp。
2.2数据质控
基因重测序所得到的位点中包含一些稀有等位、高缺失率位点、高杂合率位点,这些位点会导致群体分析和GWAS分析异常。因此需要依据以下条件进行位点过滤去除:
(1)次等位基因频率(MAF)小于0.05的位点去除;
(2)缺失率(Missue)大于10%的位点去除;
(3)杂合(Het)比例大于60%的位点去去除;
(4)非二等位位点(Multiallcllc)的去除;
使用软件BWA[2](mem比对方式)将进行质控后的clean reads与参考基因组序列进行比对,通过比对可以定位clean reads在参考基因组上的位置。样本比对率可以反映样本测序数据与参考基因组的相似性。
变异集合SNP鉴定结果如图2所示,结果表明样本(陕北白绒山羊)的平均测序深度为10×,通过过滤和筛选,最终获得36,450,512个SNP。根据变异位点在参考基因组上的位置以及参考基因组上的基因位置信息,可以得到变异位点在基因组发生的区域(基因间区、内含子区或CDS区等),以及变异产生的影响(同义非同义突变等)如图所示大部分位点位于基因间区和内含子区域。
2.3基于基因组的亲缘关***计
了解个体之间的亲缘关系可以帮助更好的进行选择育种,有助于避免近亲交配,从而减少有害基因的累积,提高后代的遗传多样性和整体健康状况。在研究中可以为GWAS分析做矫正。KING(Kinship-based Inference for GWAS)(Manichaikul et al.2010)是一种基于SNP数据计算个体之间亲缘关系的方法。可以用来区分不同程度的亲缘关系,如全同胞、半同胞、表亲等。通过计算亲缘关系系数,KING可以在GWAS中识别和控制潜在的群体结构、亲缘关系和其他混杂因素。
在GWAS中,为避免可能存在的小家系导致的假阳性,往往会把亲缘关系矩阵(KING矩阵)作为随机效应协变量矩阵加入GWAS模型。基于筛选后得到的SNP标记,使用gcta软件(v1.92.4)对陕北白绒山羊进行亲缘关系分析,获得两两样本间的亲缘关系矩阵。用亲缘关系矩阵绘制的热图(图3中左图)、频率分布图(图3中右图)中结果表明:选择的陕北白绒山羊样本中不存在亲缘关系极大的样本,可用于后续分析。
2.4全基因组关联分析
使用smartpca软件计算群体PCA,用于矫正协变量。使用GEMMA软件对陕北白绒山羊进行全基因组关联研究,将群体、年龄和性别作为固定效应纳入模型中,采用的统计分析模型为y=Xα+Zβ+Wμ+e,其中y为表型性状,X为固定效应矩阵,α为固定效应的估计参数,Z为SNPs矩阵,β为SNPs效应,W为随机效应矩阵,μ为预测的随机个体,e为随机误差。一般采用主成分分析(PCA)中前三个主成分作为协变量校正固定效应,亲缘关系矩阵用来校正随机效应。
PCA结果表明并没有在群体中显示出明显的集群形成,这也表明样本之间没有遗传差异,可用于后续分析。
使用GEMMA软件对陕北白绒山羊的产羔数进行关联分析。对阈值线进行矫正,最终确定以P<1×10-6为阈值。关联结果的曼哈顿图显示(图4),共筛选到58个显著的位点,对筛选出来的显著位点进行验证,发现山羊三代基因组ARS1版本6号染色体上第88057135处的A>G碱基突变的SNP分子标记(以下简称“6_88057135位点SNP分子标记”)与绒山羊的产羔数性状显著相关,结果如表1中所示:
表1山羊基因组6号染色体上第88057135处的多态性
注:同列不同小写字母表示差异显著P<0.05,相同字母表示差异不显著P>0.05。
表1中,AA基因型的产羔数显著高于GG基因型(P<0.05),说明AA基因型为优势基因型,A为优势等位基因。
进一步对群体中6_88057135位点SNP分子标记的各基因型频率进行分析,结果从表2中可以看出,AA、AG的基因型频率均高于GG,可以进一步说明A为优势等位基因,AA为优势等位基因型。
表2山羊基因组6号染色体上第88057135处SNP基因频率及基因型频率
实施例二、6_88057135位点SNP分子标记在绒山羊基因组中上下游核苷酸序列
根据该6_88057135位点SNP分子标记在山羊基因组中的位置,获得该6_88057135位点SNP分子标记在山羊基因组中上下游核苷酸序列,如SEQ ID No:1所示:
CCAGAAAGCCATAAATAAGAAAAGTGAAGTGAAATGTTAGTTGC TCAGTTM[A/G]TGTTCAACTCTTTGAGAACCCATGGAATAGAGCCTGC CAGGCTCCTCCGT
如SEQ ID No:1所示的序列中第51位碱基处的M表示A>G碱基突变。通过该核苷酸序列,可以设计引物或探针用来检测_88057135位点SNP分子标记的基因型,然后根据检测结果进一步对绒山羊产羔性状进行选育;或通过该核苷酸序列设计引物制成相应的检测试剂盒来直接用于绒山羊6_88057135位点SNP分子标记的检测,然后根据检测的基因型对绒山羊产羔性状进行选育。
实施例三、6_88057135位点SNP分子标记在提高绒山羊产羔性状上的应用
1)对后备母羊检测6_88057135位点SNP分子标记;
2)选留步骤1)中检测得到的等位基因型为AA基因型的个体,作为留种母羊,淘汰AG及GG基因型个体,即可有效提高母羊的产羔数。实施例四、6_88057135位点SNP分子标记在培育绒山羊多羔品系上的应用
1)对后备母羊检测6_88057135位点SNP分子标记;
2)选留步骤1)中检测得到的等位基因型为AA基因型的个体,作为留种母羊,并对该留种母羊进行配种;
3)对步骤2)中配种出生的母羊检测6_88057135位点SNP分子标记,保留AA基因型的个体,淘汰AG及GG基因型个体,再进行繁育,即可培育出绒山羊多羔品系。
实施例五、6_88057135位点SNP分子标记在改良绒山羊母羊产羔性状上的应用
1)对后备母羊检测6_88057135位点SNP分子标记;
2)选留步骤1)中检测得到的等位基因型为AA基因型的个体,作为留种母羊,并对该留种母羊进行配种;
3)对步骤2)中配种后出生的母羊检测6_88057135位点SNP分子标记,保留AA基因型个体,并对AA基因型个体母羊再次进行繁育选配,保留后代母羊中AA基因型个体,淘汰AG及GG基因型,以逐代提高优势等位基因A的频率,从而提高母羊群体的产羔数性状,改良后代母羊群体的产羔数及繁殖力。
实施例六、6_88057135位点SNP分子标记在评价绒山羊母羊产羔性状上的应用
对待评价母羊检测6_88057135位点SNP分子标记,当检测的基因型为AA时,该待评价母羊具有高产羔性能;当基因型为AG及GG时,该待评价母羊的产羔性能不高。
实施例七、6_88057135位点SNP分子标记在筛选绒山羊母羊产羔性状上的应用
对待筛选后备母羊检测6_88057135位点SNP分子标记,当检测的基因型为AA时,该待评价母羊具有高产羔性能,可予以保留;当基因型为AG及GG时,该待评价母羊的产羔性能不高,予以淘汰。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种影响绒山羊产羔性状的SNP分子标记,其中,所述SNP分子标记是山羊三代基因组ARS1版本第6号染色体上第88057135处的A>G碱基突变。
2.权利要求1中所述的SNP分子标记在提高绒山羊产羔性状上的应用。
3.根据权利要求2所述的应用,其中,所述应用包括如下步骤:
1)对后备母羊检测所述的SNP分子标记;
2)选留步骤1)中检测得到的等位基因型为AA基因型的个体,作为留种母羊,淘汰AG及GG基因型个体,即可有效提高母羊的产羔数。
4.权利要求1中所述的SNP分子标记在培育绒山羊多羔品系上的应用。
5.根据权利要求4中所述的应用,其特征在于,所述应用包括如下步骤:
1)对后备母羊检测所述的SNP分子标记;
2)选留步骤1)中检测得到的等位基因型为AA基因型的个体,作为留种母羊,并对该留种母羊进行配种;
3)对步骤2)中配种出生的母羊检测所述的SNP分子标记,保留AA基因型的个体,淘汰AG及GG基因型个体,再进行繁育,即可培育出绒山羊多羔品系。
6.权利要求1中所述的SNP分子标记在改良绒山羊母羊产羔性状上的应用。
7.权利要求1中所述的SNP分子标记在评价绒山羊母羊产羔性状上的应用。
8.权利要求1中所述的SNP分子标记在筛选绒山羊母羊产羔性状上的应用。
9.含有与绒山羊产羔性状相关的SNP分子标记的核苷酸序列,其中,所述序列含有如SEQ ID No:1所示的核苷酸序列,且所述序列中M表示A>G碱基突变。
10.权利要求9中所述的核苷酸序列在制备用于检测与绒山羊产羔性状相关的SNP分子标记产品中的应用。
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