CN107937556B - 一个与猪饲料转化率相关的snp位点及其应用 - Google Patents
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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
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 (4)
1.一种SNP位点在鉴定猪饲料转化率优势品系中的应用,其特征在于,所述SNP位点为基因组版本Ensembl Sscrofa 10.2的Chr4:18499116,所述SNP位点的等位基因为C和T,在该位点等位基因为C的猪相较于等位基因为T的猪饲料转化率更高。
2.根据权利要求1所述的应用,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。
3.根据权利要求1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)选择基因型为C/C的猪进行优势品系的选育,所述优势品系表现为饲料转化率高。
4.根据权利要求3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。
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