CN106256912A - Ngf基因作为绵羊产羔性状的分子标记及其应用 - Google Patents
Ngf基因作为绵羊产羔性状的分子标记及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于家畜分子标记制备技术领域,具体涉及NGF基因作为绵羊产羔性状的分子标记及其应用。所述的分子标记由NGF基因(Gene Bank ID:101104540)克隆得到,它的核苷酸序列如序列表SEQ ID NO:1所述,在序列表SEQ ID NO:1的第689bp处有一个G>A的碱基突变,该突变导致SfiⅠ‑RFLP酶切多态性。在绵羊中,该位点GG基因型产羔数比AA基因型多0.58只。本发明还公开了扩增NGF基因部分DNA序列所用的引物对以及该分子标记的检测方法,为绵羊产羔数性状的标记辅助选择提供了新的标记资源。
Description
技术领域
本发明属于绵羊分子标记筛选与应用技术领域,具体涉及NGF基因作为绵羊产羔性状的分子标记及其应用。本发明的分子标记克隆自NGF基因。
背景技术
种羊的选育是现代化羊场育种和种羊生产工作中的关键环节。在影响家畜生产效益的几大科技因素中,遗传育种与繁殖的科技贡献率占50%,因此提高羊群繁殖力有助于提高生产效益。第一,在舍饲养羊的成本中,母羊饲养成本占饲养总成本的60%以上,提高母羊的繁殖性能能显著提高生产者经济效益。第二,通过种羊的选育,增加种羊淘汰率,降低饲养成本。第三,在规模化、集约化养殖场由于遗传因素、饲养管理水平等因素引起母羊屡配不孕、产弱羔、死羔等繁殖问题凸显,导致羊群年繁殖效率降低。传统育种方法中,对家畜性状选择的方法多依赖于家畜的表型,这种方法在大家畜选育中需要丰富的经验和长达几十年时间。此外,对于一些特殊性状,如母羊的产羔数性状,该性状属于微效多基因控制的低遗传力的数量性状,且受到不同环境和饲养条件的影响,常规育种方法遗传改良进展缓慢。随着分子标记技术的发展和完善,利用与绵羊产羔数性状紧密连锁的分子遗传标记,对产羔数性状进行跟踪性选择,减少育种过程中选择的盲目性,进行早期选育,极大提高育种效率。
神经生长因子(Neuron Growth Factor,NGF)是神经营养因子家族中的重要成员之一。NGF与其高亲和力受体TrKA结合,诱导TrKA酪氨酸残基磷酸化,通过激活磷脂酶Cγ(PLCγ)、磷脂酶肌醇激酶(PI3K)以及衔接蛋白(Shc)信号通路,调控中枢神经系统和外周神经系统中胆碱能神经元的分化和发育(Counts S等,2005,请在说明书末尾注明完整的参考文献信息)。近年来越来越多的研究发现,NGF在大鼠、小鼠、金仓鼠、牛、绵羊、山羊、猪、猴子等物种卵巢中表达(Ren LQ等,2005)。NGF及其受体在卵泡生长发育、排卵、卵巢激素的合成、配子运输、精子获能、受精以及早期的胚胎等方面都有重要的生物学功能(瞿长伟等,2014),NGF可以促进原始卵泡的组装和腔前卵泡的形成(Dissen GA等,2001),通过调控类固醇激素合成、PGF合成以及卵泡膜细胞增殖参与排卵过程(Dissen GA等,2011)。
通过以上分析,我们可以得出NGF基因参与动物繁殖调控过程,尤其是卵子发生和卵泡发育。寻找NGF基因中变异位点,通过与性状间的关联分析发现基因与性状之间的关系是研究基因功能的一个重要手段,也是进行标记辅助选择的基础。为此,本发明开展了绵羊NGF基因序列克隆和SNP筛查、检测及与产羔数性状关联分析。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种提高绵羊产羔数的分子辅助选育标记,通过寻找NGF基因的SNP位点,筛选得到一种一种与绵羊产羔性状相关的分子标记,以克服常规育种方法周期长、选择准确性低、无法进行早期选育等技术缺陷,通过PCR-RFLP技术对候选个体的NGF基因进行基因型分析,为绵羊产羔数性状检测提供一种辅助选择的分子标记。
本发明的技术方案如下
申请人采集湖羊、小尾寒羊外周血液提取基因组DNA,设计了一种扩增上述基因片段(NGF)和用于检测该基因片段的分子标记的引物对,该引物对DNA序列如下所示:
正向引物F:ACAGAGGGAAACACGAAT,
反向引物R:TAGATGAGGTGCCCAGAC。
申请人利用上述引物对克隆得到一种与绵羊产羔性状相关的分子标记,它包含绵羊(品种涵盖湖羊和小尾寒羊,但不限于这两个品种)NGF基因的部分序列,其核苷酸序列如下所示:
一种检测绵羊NGF基因单核苷酸多态性与产羔性状相关的分子标记,其核苷酸序列如下所示:
ACAGAGGGAAACACGAATAAGCGCACACACACTGAGAAAAAGCCAGGGGGTACTGTGGACCCTCCTCCCTGCAGCCTCCGAACCAAGACTTGCAATTGTCACCCTGGGCCGAATGACTGGAGGGCCAGCACACAAGCTGCTTCCAAAAATTTAATAAATAATGATCTTTTAAAACTGTATAAACTATAAATTACCATGCAGTCCTTATAATTTAAAATAATTTACAGGTTGAGGTAGGGAGGGGCGCAGGAGAGTGTAGGGGGGAGCAAGGAAGGGTGGGGGCTGCTGCAGGTCAGGCTCTCCGCCCAGTCTTCCTGCTGAGCACACACACGCAGGCCGTGTCGATCCGGATGAACCGCCAGGCGGCCTGCTTGCCGTCCATGGTCAGCGCCTTGACGAAGGTGTGGGTCGTGGTACAATACGAGTTCCAGTGCTTCGCGTCGATGCCTCGGCACCCGCTGTCCACGGGGTTGGGGTCCCGGCACTTGGTCTCAAAAAAGTACTGTTTGAATACACTGTTGTTGATGTTCACCTCTCCCAGCACCATCACCTCCTTGCCCTTGATGTCCGTGGCGGTTGTCTTGTCCCCCACCCACACGCTGACGCTGTCGCACACCGAGAACTCCCCCCGGTGAAAGACGGGGTGGGATGACGACCGCTTGCTCCTGTGAGTCCTGTTGAAGGAGGCY[G/A]GCCCCGCCGGCCTCGAAGTCCAGATCCTGAGTGTCTGCGGCCACAGGTGGGGGCTGGGTGCTGAACAGCACGCGAGGTGAACGCAGTCGCCGCTTTTTAAAAAGTTTGGGGTCCACAGTGATGTTGTGGGTCTGCCCTGCCACCCTGGCGGCTATCGGCCCAGCCTGGGCGCTGTGGGCTCTGCGGAGGACTGTGTCAAGGTAATGCTGAAGTTTAATCCAGTGGGCTTGAGGGATGGCGTGTCCAGCTGGGACATTGCTCTCGGTGTGCGGTGCTGCCTGTATGCCGATCAAAAGAGCTGTGATCAGAGTGTAGAACAACATGGACATTACGCTATGCACCTGGAATGAAACAGAAATGAGGATTATTCCGCGGGGCGCTGAGCGTTGGATGAGGGTGGTTTCTGGGTACTTCGGAGTTGACCTTCCCAGAGGATGACAAGGAGGCTTCCCCTGGTGGCTAAGGGCAAGGTGACCCTGGAATTTCAAACTGGGACCCTTTTGAGAGTGAAAGGCGATGCTATGACTGTAACGCTAGGGTGACAGGCTTAAACAGGGCTGGCTCAGACAACCTGGTGTCTGGGCACCTCATCTA,
上述序列的689位碱基处的R是G或A,该突变导致RFLP-Sfi Ⅰ多态性。
在申请人提交的序列表SEQ ID NO:1中,其中第689碱基处的碱基是突变后的碱基A。
申请人设计了一种检测权利要求1所述分子标记的PCR引物对,该引物对的序列如下所示:
正向引物F:ACAGAGGGAAACACGAAT,
反向引物R:TAGATGAGGTGCCCAGAC。
申请人提供了一种筛选与绵羊产羔性状相关分子标记的方法,该方法包括以下步骤:
从绵羊外周血液全血中提取基因组DNA,在位于Gene Bank登陆号ID:101104540的绵羊NGF基因序列突变位点附近设计一对引物,该引物对的DNA序列如SEQ ID NO:2和3所述,对绵羊基因组DNA进行PCR扩增和序列测定,得到如SEQ ID NO:1所示的序列,通过序列比对,筛查SNP,再利用SEQ ID NO:2和3所述的引物对进行PCR扩增,将扩增获得片段利用限制性内切酶Sfi Ⅰ进行酶切分型及检测。
本发明的引物对可以用于绵羊NGF基因多态性检测和标记辅助选择中。
本发明所述的分子标记可以用于绵羊产羔性状标记辅助选择中。
更详细的技术方案见《具体实施方式》所述。
附图说明
序列表SEQ ID NO:1是本发明制备的与绵羊产羔性状相关的分子标记的核苷酸序列,序列长度为1283bp,在该序列表的689位碱基处存在一个等位基因突变(G>A)。
序列表SEQ ID NO:2和SEQ ID NO:3是扩增NGF基因片段,筛选该基因SNP以及检测绵羊产羔性状分子标记的引物对正,反向引物的序列(也是实现绵羊G>A突变的PCR-Sfi Ⅰ-RFLP基因型分型方法的正、反向引物的引物对)。
图1:绵羊NGF基因部分测序结果和SNP位点。
图2:绵羊NGF基因PCR-Sfi Ⅰ-RFLP检测结果。琼脂糖浓度为1%,附图标记说明:泳道M为DL2000DNA Marker(包含100bp、250bp、500bp、750bp、1000bp和2000bp共6中带型);AA基因型片段大小为1283bp,GG基因型片段大小分别为696bp和587bp;GA基因型片段大小分别为587bp、696bp和1283bp。
图3:是本发明筛选的与绵羊产羔性状相关的分子标记的核苷酸序列,该序列的689位碱基处的R是G或A,该突变导致RFLP-Sfi Ⅰ多态性。
具体实施方式
以下实施用于对本发明的进一步说明,但不理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的前提下,对本发明所做的修饰或替换,均属于本发明的保护范围。
实施例1
1、血样采集
采集具有头胎产羔记录的绵羊(品种为湖羊和小尾寒羊)外周血液样品,血样采自甘肃省金昌中天羊业有限公司。
2、基因组DNA提取
具体步骤如下:
(1)取1mL采集的全血加入等体积的PBS缓冲液,温和震荡10min;
(2)4℃下12000g离心10min后,弃上清;
(3)重复步骤(1)和步骤(2)至上清液透明,沉淀变为白色;
(4)加入700μL DNA抽提液(1M Tris-Cl(pH=8.0)25mL、0.5M EDTA(pH=8.0)100mL、10%SDS 50mL、2M NaCl 25mL,定容至500mL,按常规方法进行高压灭菌),悬浮沉淀物,并于37℃水浴1h;
(5)加入3μL蛋白酶K(20mg/mL)溶液,混匀,55℃水浴消化过夜,至细胞沉淀被全部消化;
(6)冷却步骤(5)溶液至室温,加入等体积的Tris饱和酚溶液,冰水浴并温和摇动15min;
(7)4℃下,12000g离心10min,将上清液转移到另一干净离心管中;
(8)加入0.5倍体积的饱和酚溶液和0.5倍体积的氯仿,冰水浴并温和摇动15min;
(9)4℃下12000g离心10min,将上清液转移到另一干净离心管中;
(10)加入等体积的氯仿,冰水浴并温和震荡15min;
(11)4℃下12000g离心10min,将上清液转移到另一干净离心管中;
(12)加入2倍体积的预冷无水乙醇(-20℃),颠倒混匀多次至DNA沉淀析出,然后-20℃下静置30min;
(13)4℃下12000g离心10min,弃上清;
(14)加入1mL 70%的乙醇,温和震荡10min;
(15)4℃下12000g离心10min,弃上清;
(16)重复步骤(14)和(15)一次;
(17)待乙醇挥发干净后加入200μL超纯水溶解DNA,测定溶度后于-20℃下保存备用。
3、引物设计
根据绵羊NGF基因(Gene Bank登陆号:ID:101104540)突变位点附近序列,利用Oligo7设计一对特异性引物。其引物DNA序列如下所示:
正向引物F:ACAGAGGGAAACACGAAT;
反向引物R:TAGATGAGGTGCCCAGAC。
4、聚合酶链反应(PCR)
采用PCR方法,以湖羊和小尾寒羊的基因组DNA为模板,PCR扩增目的片段。PCR扩增反应总体系为25μL:其中DNA模板(50ng/μL)1μL,2×Easy Taq PCR Super MIX 12.5μL(TranGen),上述制备的正向引物和反向引物各0.4μL(10μM),ddH2O补足至25μL。PCR扩增反应条件为:94℃预变性5min;94℃变性30s,61℃退火30s,72℃延伸60s,共34个循环;72℃延伸5min,4℃保存。
对扩增得到PCR产物利用1%琼脂糖凝胶进行电泳检测。对长度为1283bp的PCR产物进行序列测定,得到如SEQ ID NO:1所述的DNA片段。将不同绵羊个体的PCR产物混合测序,其测序峰图部分结果见图1。位于该片段(序列)的689位碱基处的G>A突变引起了Sfi Ⅰ酶切位点(即:[G/A]GCCNNNN↓NGGCC)多态性。
5、限制性酶切片段的多态性(RFLP)检测
采用常规Sfi Ⅰ-RFLP方法对绵羊NGF基因SNP位点进行基因分型,酶切反应体系为10μL:其中PCR产物为4μL,限制性内切酶(Sfi Ⅰ)为0.5μL,10×buffer 1μL,ddH2O 4.5μL,样品混匀后离心,37℃孵育60min。
取5μL酶切产物用1%琼脂糖凝胶电泳,之后进行基因分型和鉴定,结果如图2所示。此扩增片段大小为1283bp,该酶切多态位点位于该片段的696碱基位处,当该变异位点为G碱基时,会产生限制性内切酶Sfi Ⅰ的酶切位点(即:GGCCNNNN↓NGGCC),Sfi Ⅰ酶切PCR产物后会产生2个大小分别为587bp和696bp的条带,其基因型鉴定为GG型;当该位点为A碱基时,则不能产生Sfi Ⅰ的限制酶酶切位点,Sfi Ⅰ酶切PCR产物后仍为一条1283bp的条带,其基因型鉴定为AA型;当该位点出现为G/A杂合型时,由于同时存在G和A碱基,则Sfi Ⅰ酶切PCR产物后产生3条大小分别为1283bp、587bp和696bp的条带,其基因型鉴定为GA型。
6、绵羊NGF基因产羔数性状关联分析中的应用
本试验共检测了943只绵羊,包括500只湖羊和443只小尾寒羊的多态性,确定其基因型后,进行基因型与产羔数性状之间的关联性分析。利用SPSS 19.0软件中的广义线性模型(General Linear Model,GLM)程序,并采用方差分析的最小二乘分析法进行分析。具体的线性模型如下所述:
Yijk=μ+Genotypei+Breedj+Combinationk+εijkl
其中,Yijkl是性状观察值;μ为总体均数;Genotypei为基因型效应;Breedj为品种效应;Combinationk为组合的效应;εijkl为随机误差;假定εijk相互独立,服从N(0,σ2)分布。
基因型检测结果表明在943只绵羊个体中GG基因型有666只(其中湖羊340只,小尾寒羊326只),GA型有260只(其中湖羊150只,小尾寒羊110只),AA基因型有17只(其中湖羊10只,小尾寒羊7只)。基因型与产羔数性状分析结果见表1。
表1 NGF基因不同基因型与产羔数的相关性
注:具有相同字母肩标的平均值间差异不显著(P>0.05),具有不同字母肩标的平均值间差异显著(P<0.05)。
绵羊NGF基因多态性与产羔数性状显著相关(p<0.05),其中GG基因型产羔数显著高于AA基因型(2.11±0.03v.s 1.53±0.22),GA基因型产羔数居中(1.88±0.060)。
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Claims (4)
1.一种检测绵羊NGF基因单核苷酸多态性与产羔性状相关的分子标记,其核苷酸序列如下所示:
ACAGAGGGAAACACGAATAAGCGCACACACACTGAGAAAAAGCCAGGGGGTACTGTGGACCCTCCTCCCTGCAGCCTCCGAACCAAGACTTGCAATTGTCACCCTGGGCCGAATGACTGGAGGGCCAGCACACAAGCTGCTTCCAAAAATTTAATAAATAATGATCTTTTAAAACTGTATAAACTATAAATTACCATGCAGTCCTTATAATTTAAAATAATTTACAGGTTGAGGTAGGGAGGGGCGCAGGAGAGTGTAGGGGGGAGCAAGGAAGGGTGGGGGCTGCTGCAGGTCAGGCTCTCCGCCCAGTCTTCCTGCTGAGCACACACACGCAGGCCGTGTCGATCCGGATGAACCGCCAGGCGGCCTGCTTGCCGTCCATGGTCAGCGCCTTGACGAAGGTGTGGGTCGTGGTACAATACGAGTTCCAGTGCTTCGCGTCGATGCCTCGGCACCCGCTGTCCACGGGGTTGGGGTCCCGGCACTTGGTCTCAAAAAAGTACTGTTTGAATACACTGTTGTTGATGTTCACCTCTCCCAGCACCATCACCTCCTTGCCCTTGATGTCCGTGGCGGTTGTCTTGTCCCCCACCCACACGCTGACGCTGTCGCACACCGAGAACTCCCCCCGGTGAAAGACGGGGTGGGATGACGACCGCTTGCTCCTGTGAGTCCTGTTGAAGGAGGCY[G/A]GCCCCGCCGGCCTCGAAGTCCAGATCCTGAGTGTCTGCGGCCACAGGTGGGGGCTGGGTGCTGAACAGCACGCGAGGTGAACGCAGTCGCCGCTTTTTAAAAAGTTTGGGGTCCACAGTGATGTTGTGGGTCTGCCCTGCCACCCTGGCGGCTATCGGCCCAGCCTGGGCGCTGTGGGCTCTGCGGAGGACTGTGTCAAGGTAATGCTGAAGTTTAATCCAGTGGGCTTGAGGGATGGCGTGTCCAGCTGGGACATTGCTCTCGGTGTGCGGTGCTGCCTGTATGCCGATCAAAAGAGCTGTGATCAGAGTGTAGAACAACATGGACATTACGCTATGCACCTGGAATGAAACAGAAATGAGGATTATTCCGCGGGGCGCTGAGCGTTGGATGAGGGTGGTTTCTGGGTACTTCGGAGTTGACCTTCCCAGAGGATGACAAGGAGGCTTCCCCTGGTGGCTAAGGGCAAGGTGACCCTGGAATTTCAAACTGGGACCCTTTTGAGAGTGAAAGGCGATGCTATGACTGTAACGCTAGGGTGACAGGCTTAAACAGGGCTGGCTCAGACAACCTGGTGTCTGGGCACCTCATCTA,
该序列的689位碱基处的R是G或A,该突变导致RFLP-SfiⅠ多态性。
2.一种检测权利要求1所述分子标记的PCR引物对,其特征在于,该引物对的序列如下所示:
正向引物F:ACAGAGGGAAACACGAAT,
反向引物R:TAGATGAGGTGCCCAGAC。
3.一种筛选与绵羊产羔性状相关分子标记的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
从绵羊外周血液全血中提取基因组DNA,在位于Gene Bank登陆号ID:101104540的绵羊NGF基因序列突变位点附近设计一对引物,该引物对的DNA序列如权利要求3所述,对绵羊基因组DNA进行PCR扩增和序列测定,得到如SEQ ID NO:1所示的序列,通过序列比对,筛查SNP,再利用权利要求2所述的引物对进行PCR扩增,将扩增获得片段利用限制性内切酶SfiⅠ进行酶切分型及检测。
4.权利要求1所述的分子标记在绵羊产羔性状检测中的应用。
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