CN107937556A - 一个与猪饲料转化率相关的snp位点及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及SNP位点，具体公开了一个与猪饲料转化率相关的SNP位点(Chr4：18499116)及其应用。本发明通过测定并记录杜洛克猪的重要经济性状并计算饲料转化率，利用优化的GBS技术对3702头杜洛克猪体进行饲料转化率的GWAS研究，得到一个影响猪饲料转化率的SNP位点(Chr4：18499116)。统计该SNP位点在重测序的地方猪种(五指山猪、陆川猪、梅山猪、荣昌猪、莱芜猪、二花脸猪、河套猪和民猪)与商品猪种(杜洛克猪、长白猪、约克夏猪和杜长大猪)中的SNP频率，发现其SNP频率分布在地方猪种和商品猪种中存在显著差异，商品猪中C为优势等位基因，地方猪中T为优势等位基因，为猪的标记辅助选择提供了科学依据。

Description

一个与猪饲料转化率相关的SNP位点及其应用

技术领域

本发明涉及SNP位点，具体地说，涉及一个与猪饲料转化率相关的SNP位点及其应用。

背景技术

我国是一个养猪大国，猪肉产量和质量的市场需求日益增加，提高猪肉产量、改善猪肉胴体质量，成为育种科学家长期以来不断探索的工作。早期的育种工作主要集中与猪的表型选择，随着基因组工作的不断推进和遗传标记的广泛开发，分子选择正逐渐成为可靠而有效的选择方法。

单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)标记是第三代SNP位点，是指在基因组DNA序列上有单个碱基的突变而产生的一种多态性，这种突变包括单碱基的颠换、转换、插入和缺失。SNP具有量大、高频率、低突变率等优点，广泛应用于基因组分析、生物信息自动化检测、简单和复杂疾病的遗传研究、畜牧育种标记及全球种族遗传学等研究。SNP位点辅助选择育种，是在分子水平上对目标性状进行选择，可以不受环境影响，通过遗传背景选择，减少连锁累赘，从而加速育种过程及精准度。

全基因组关联分析(Genome-wide association studies，GWAS)是畜禽经济性状遗传改良和机理解析的重要方法。随着二代测序技术的发展，全基因组重测序和简化基因组测序技术成为高通量SNP分型的有力工具，GBS(Genotyping-by-sequencing)是简化基因组测序的经典代表，是一种高效的全基因组SNP分型方法，可以从群体中直接鉴定SNP并进行分型，能以较低的成本获得几万到几十万不等的SNP分型信息，已被广泛应用于动植物的SNP位点开发、群体遗传分析、全基因组关联分析以及基因组选择育种等研究中(De Donatoet al.，2013；Elshire et al.，2011；He et al.，2014)。

猪的饲料转化率直接与猪的生长性能相关，因此，研究猪的饲料转化率，在育种中具有重要的研究意义。

若能够筛选一种与猪饲料转化率显著相关的SNP位点或SNP分子标记，则有助于为猪的标记辅助选择育种提供有利的理论依据。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一个与猪饲料转化率相关的SNP位点及其应用。

为了实现本发明的目的，本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种与猪饲料转化率相关的SNP位点，该位点为基因组版本Ensembl Sscrofa 10.2的Chr4：18499116，该位点的等位基因为C和T，有C/C、C/T和T/T三种基因型。

所述SNP位点位于SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列中第101位碱基。

本发明通过测定并记录杜洛克猪的饲料转化率，对3757头杜洛克公猪进行GBS测序，鉴定到102,254个SNP覆盖了猪的整个基因组，严格质控后剩余66,737个用于3702头杜洛克猪纯种群体的饲料转化率的GWAS研究，即得到了一个与猪饲料转化率显著相关的SNP(Chr4：18499116)位点。统计该SNP位点在重测序的地方猪种(金华猪、五指山猪、陆川猪、梅山猪、荣昌猪、莱芜猪、二花脸猪、河套猪和民猪)与商品猪种(杜洛克猪、长白猪、约克夏猪和杜长大猪)中的SNP频率，发现其SNP频率分布在地方猪种和商品猪种中存在显著差异，商品猪中C为优势等位基因，地方猪中T为优势等位基因。

其中，商品猪表现为比地方猪增重快、瘦肉率高。

另一方面，本发明提供了所述SNP位点在猪的标记辅助选择育种中的应用。

所述应用具体体现为一种利用所述SNP位点对猪进行辅助育种的方法，可包括以下步骤：

(1)检测样品猪在所述SNP位点的基因型；

(2)选择具有优势等位基因基因型的样品猪进行优势品系的选育。

作为优选，选择基因型为C/C的商品猪进行优势品系的选育。

其中，所述优势品系主要表现为增重快、饲料转化率高。

进一步地，所述步骤(1)可采用直接测序，或先扩增含所述SNP位点的片段再检测的方式进行，例如，设计引物，从SEQ ID No.1所示的序列中扩增出含有所述SNP位点的片段，再检测该位点上的等位基因。

本发明还提供了所述SNP位点在鉴定商品猪/地方猪优势品系中的应用。

另一方面，用于扩增含有本发明所述SNP位点片段的引物对也属于本发明的保护范围。所述引物对的作用为：从SEQ ID No.1所示的序列中扩增出含有所述SNP位点的片段。

本发明的有益效果在于：

本发明对猪Chr4：18499116的SNP位点进行基因分型，并对该SNP位点与猪饲料转化率进行关联分析，分析发现，SNP频率分布在地方猪种和商品猪种中存在显著差异，商品猪中A为优势等位基因，地方猪中G为优势等位基因，为猪的标记辅助选择提供了科学依据。

附图说明

图1为猪饲料转化率GWAS结果的曼哈顿图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1猪饲料转化率全基因组关联分析

1、试验材料

以杜洛克猪纯种群体为研究对象，收集2007年8月至2016年1月出生的33,960头个体(12,987头公猪和20,973头母猪)的生产性能记录用于本发明。

2、试验方法

2.1饲料转化率测定

按照以下标准FIRE全自动种猪生产性能测定站中原始数据进行质控，目的是去掉一些可能的错误记录，以免得到不实的表型记录：a.去掉测定起始日期与个体出生日期不相符的个体；b.去掉测定天数小于60天的个体；c.将单日采食量<0.5kg或者>4.5kg的记录设定为缺失值；d.将单日采食次数<2次或者>20次的记录设定为缺失值；e.将单日采食时间<5min或>2h的记录数据设定为缺失值。

原始采食数据质控后，按以下公式计算饲料转化率(Feed conversion rate，FCR)：

饲料转化率(FCR)＝平均日采食量(ADFI)/平均日增重(ADG)

其中，公式中的平均日增重是FIRE系统中的每日体重对日龄进行稳健线性回归(Robust linear regression)得到的(Do et al.，2014；Jiao et al.，2014)。对所有7112头具有FIRE测定系统的记录的个体逐一进行体重对日龄的回归，回归方差的斜率即为该个体这一阶段的生长速度；为了确保日增重的可靠性，将回归拟合度(Goodness ofFit，R²)小于0.80的个体去掉，最终剩下6903头猪的料肉比数据用于后续研究。

2.2基于GBS技术的猪全基因组SNP分型方法

通过模拟酶切猪基因组，预测了36种常见的Ⅱ型限制性内切酶以及24种双酶切组合在猪基因组中的酶切效果；根据研究目的和群体特点，选择EcoR Ⅰ-Msp Ⅰ双酶切组合用于猪的GBS建库，并对GBS实验和分析流程进行了优化，建立了基于GBS技术的猪全基因组SNP分型方法。通过对3757头杜洛克猪进行GBS测序，鉴定到的102,254个SNP覆盖了猪的整个基因组。

2.3全基因组关联分析

严格质控后剩余66,737个SNP用于对3702头杜洛克猪群体的30-100kg饲料转化率(FCR)进行全基因组关联分析。

2.4SNP质控

为了获得可靠的GWAS结果，本发明采用以下条件进行质控：(1)MAF≥0.05；(2)HWE≥10E-6；(3)每个SNP的两种纯合子个体数均≥30。

2.5与经济性状显著相关的SNP位点

基因组水平显著位点的检测，采用独立标记数进行Bonferroni校正，独立标记数的计算使用PLINK indep-pairwise命令获得，得到Bonferroni基因组水平5％显著水平的p值为0.05/14,084＝3.55×10^-6，而潜在的关联的p值阈值为1.0/14,084＝7.10×10⁵。

根据该标准，得到一个与猪多种经济性状达到Bonferroni校正的5％基因组水平显著的SNP位点(P<10^-5.45)。

3、结果与分析

本发明以3702头杜洛克群体位对象，利用优化的GBS测序获得的102,254个SNP对猪的饲料转化率进行了GWAS分析，确定了一个与猪饲料转化率显著相关的SNP(Chr4：18499116)，如图1所示。

实施例2 SNP(Chr4：18499116)在不同品种猪中的频率分布

1、试验材料

地方猪种：6头莱芜猪，5头二花脸猪，6头河套猪，6头民猪，6头五指山猪，6头陆川猪，14头梅山猪和9头荣昌猪。商品猪种包括：16头杜洛克猪，12头长白猪、8头约克夏猪和36头杜长大猪。

2、试验方法

2.1基因组DNA的提取

采用QIAGEN公司的GIAamp DNA Mini试剂盒提取基因组DNA，具体操作步骤如下：

(1)向1.5ml的离心管中加入180μl的ATL缓冲液，再加入20μl蛋白酶K，混匀；

(2)取20mg左右的耳组织样品放入上述溶液中，55℃消化8h；

(3)向消化好的组织液中加入3μl的RNase A，37℃恒温水浴锅中放置30min，目的是降解组织溶液中的RNA；

(4)再向溶液中加入200μl AL溶液，旋涡振荡混匀后放入70℃水浴锅中消化10min；待离心管恢复至室温，加入200μl无水乙醇，再次涡旋震荡混匀；

(5)将上述溶液全部加入DNA吸附柱中，室温放置2min后，13000rpm离心1min；

(6)离心结束后，弃滤出液，并将吸附柱放进另一个新的2ml收集管中，加入500μlPW1溶液，13000rpm离心1min；

(7)离心结束后，再将吸附柱放进另一个新的2ml收集管中，加入500μl PW2溶液，13000rpm离心3min；

(8)倒掉收集管中的溶液，用纸巾擦净收集管管口的液体，再次将吸附柱放在收集管中，13000rpm离心2min；

(9)将DNA吸附柱的盖子打开，放入已编好号的1.5ml离心管中，室温放置2min，使管中残留的乙醇挥发完；

(10)向吸附柱的正中心加入120-150μl AE缓冲液，室温放置2min后，13000rpm离心1min，所得溶液即为基因组DNA。基因组DNA经过1％琼脂糖凝胶电泳检测合格后，用NanoDrop定量浓度；再将浓度统一稀释到50ng/μl，用于下一步实验。

2.2 SNP(Chr4：18499116)在各品种猪全基因组重测序数据中的频率

将各品种猪基因组DNA送测序，统计SNP(Chr4：18499116)在以上地方猪种和商品猪种重测序数据中的频率分布。

3、结果与分析

SNP(Chr4：18499116)在不同地方猪种和商品猪种中的SNP频率分布结果如表1所示，在地方猪种和商品猪种中存在显著差异。商品猪中C为优势等位基因，地方猪中T为优势等位基因。

表1 SNP(Chr4：18499116)在不同地方猪种和商品猪种中的SNP频率

得到了一种与猪饲料转化率相关的SNP标记，在生长速度慢的群体中，通过选择等位基因C的个体进行育种，可以提高育种后群体的饲料转化率，进一步提高育种后群体的生长速度。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

序列表

<110> 中国农业大学

<120> 一个与猪饲料转化率相关的SNP位点及其应用

<130> KHP171115701.4

<160> 1

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 201

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 1

actcagcaca agagtactac tagaggctca cctgccatat gtctaaaggc ttaatattta 60

taaatcaagc tggcaaagta ttcaataaag ttatttccac ctcctgcctt gaaaaaattt 120

accttcatac aaactttcag ggccagtttt tagaattcta aaaacacctc agcattctgc 180

ctcagaataa cagtgcaaaa a 201

Claims (10)

1.一种与猪饲料转化率相关的SNP位点，其特征在于，该位点为基因组版本EnsemblSscrofa 10.2的Chr4：18499116，该位点的等位基因为C和T。

2.根据权利要求1所述的SNP位点，其特征在于，商品猪中C为优势等位基因，地方猪中T为优势等位基因。

3.根据权利要求1或2所述的SNP位点，其特征在于，所述SNP位点位于SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列中第101位碱基。

4.权利要求1～3任一项所述的SNP位点在猪的标记辅助选择育种中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：

(1)检测样品猪在所述SNP位点的基因型；

(2)选择具有优势等位基因基因型的样品猪进行优势品系的选育。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，选择基因型为C/C的猪进行优势品系的选育。

7.根据权利要求5或6所述的应用，其特征在于，所述优势品系表现为饲料转化率高。

8.根据权利要求5或6所述的应用，其特征在于，所述步骤(1)可采用直接测序，或先扩增含所述SNP位点的片段再检测的方式进行。

9.用于扩增含权利要求1所述SNP位点片段的引物对，其特征在于，用于从SEQ ID No.1所示的序列中扩增到含有所述SNP位点的片段。

10.权利要求1～3任一项所述的SNP位点在鉴定商品猪/地方猪优势品系中的应用。