CN108165639B - 一种与肉鸭饲料转化效率性状相关的分子标记及其应用 - Google Patents

一种与肉鸭饲料转化效率性状相关的分子标记及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种与肉鸭饲料转化效率性状相关的分子标记及其应用。本发明提供了一种检测待测鸭的饲料转化效率性状的方法，包括如下步骤：检测待测鸭基于特异SNP的基因型，AA基因型待测鸭的饲料转化效率高于AC基因型待测鸭，AC基因型待测鸭的饲料转化效率高于CC基因型待测鸭。基于该SNP位点的基因型可以实现对饲料转化效率性状进行选择，AA基因型鸭的饲料转化效率优于AC基因型鸭和CC基因型鸭，AC基因型鸭的饲料转化效率优于CC基因型鸭。本发明的有益效果为：可以实现对饲料转化效率性状进行早期选择，能够节省生产成本并加快遗传进展，更好地服务于鸭的育种，具有很大的经济应用价值和科研价值。

Description

一种与肉鸭饲料转化效率性状相关的分子标记及其应用
技术领域
本发明属于生物技术领域，涉及动物遗传育种技术领域的分子标记辅助选择技术，具体涉及一种与肉鸭饲料转化效率性状相关的分子标记及其应用。
背景技术
中国是世界上最早开展野鸭驯化饲养的国家之一，培育了北京鸭、高邮鸭、绍兴鸭等30多个极具特色的鸭种质资源。鸭肉及其加工副产品鸭脖、鸭翅、鸭爪等在中国有着非常广泛的群众基础，极大丰富了中国人民的饮食文化。随着规模化养殖的发展，用于畜牧业生产的饲料需求量也逐年升高，人畜争粮的矛盾日趋突出。据估算，我国目前的饲料粮已经占到粮食总量的40％，而且这一比例还在迅速增加。预计，未来数十年我国蛋白质饲料和能量饲料将长期处于供需紧平衡状态，饲料原料的短缺将可能威胁到我国的粮食安全。
饲料转化效率是评价畜禽对饲料利用效率高低的一项重要经济技术指标，是畜禽生产效益的重要决定因素。提高饲料转化效率有助于解决我国饲料用粮短缺问题，对缓解人畜争粮矛盾意义重大。因此，饲料转化效率性状是包括肉鸭、蛋鸭在内的所有畜禽品种遗传改良的首选性状。
分子标记辅助育种技术是近些年新形成的育种技术，已经广泛应用于动植物的新品种培育。通过全基因组关联分析可获得与目标性状紧密联系的分子标记，利用这些分子标记对目标性状进行早期选择，可极大程度地节省育种成本并加快遗传进展。然而，目前却没有与肉鸭饲料转化效率相关的分子标记，这极大阻碍了肉鸭产业的发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种与肉鸭饲料转化效率性状相关的分子标记及其应用。
本发明提供了一种检测待测鸭的饲料转化效率性状的方法，包括如下步骤：检测待测鸭基于特异SNP的基因型，AA基因型待测鸭的饲料转化效率高于AC基因型待测鸭，AC基因型待测鸭的饲料转化效率高于CC基因型待测鸭。
本发明还提供了一种检测待测鸭的耗料增重比性状的方法，包括如下步骤：检测待测鸭基于特异SNP的基因型，AA基因型待测鸭的耗料增重比低于AC基因型待测鸭,AC基因型待测鸭的耗料增重比低于CC基因型待测鸭。
以上任一所述检测待测鸭基于特异SNP的基因型的方法为：以待测鸭的基因组DNA为模板，采用特异引物对进行PCR扩增，然后将PCR扩增产物进行测序。
本发明还保护用于检测特异SNP的物质的应用，为如下(d1)、(d2)、(d3)或(d4)：
(d1)检测待测鸭的饲料转化效率性状；
(d2)制备用于检测待测鸭的饲料转化效率性状的试剂盒；
(d3)检测待测鸭的耗料增重比性状；
(d4)制备用于检测待测鸭的耗料增重比性状的试剂盒。
所述用于检测特异SNP的物质为特异引物对。
本发明还保护特异引物对。
本发明还保护特异引物对的应用，为如下(d1)、(d2)、(d3)或(d4)：
(d1)检测待测鸭的饲料转化效率性状；
(d2)制备用于检测待测鸭的饲料转化效率性状的试剂盒；
(d3)检测待测鸭的耗料增重比性状；
(d4)制备用于检测待测鸭的耗料增重比性状的试剂盒。
本发明还保护一种试剂盒，包括所述特异引物对。所述试剂盒还可包括PCR扩增的常规试剂。所述试剂盒还可包括测序常规试剂。
本发明还保护以上任一所述方法在育种中的应用。
本发明还保护所述特异引物对在育种中的应用。
本发明还保护所述试剂盒在育种中的应用。
以上任一所述育种为鸭育种。
所述育种的目的为选育饲料转化效率高的个体。
所述育种的目的为选育饲料转化效率高的群体。
所述育种的目的为选育饲料转化效率高的品种。
所述育种的目的为选育耗料增重比低的个体。
所述育种的目的为选育耗料增重比低的群体。
所述育种的目的为选育耗料增重比低的品种。
所述育种中，淘汰CC基因型和AC基因型的个体。
所述育种中，保留AA基因型的个体。
以上任一所述特异SNP为如下(a1)或(a2)：
(a1)第28号染色体第4420098位核苷酸；
(a2)特异DNA分子第105位核苷酸。
所述特异DNA分子为如下(b1)、(b2)、(b3)或(b4)：
(b1)序列表的序列4所示的DNA分子；
(b2)来源于鸭的与(b1)具有98％以上相似度的DNA分子；
(b3))来源于鸭的与(b1)具有5个以下差异核苷酸的DNA分子；所述5个以下差异核苷酸不包括第105位核苷酸；
(b4)鸭基因组中特异引物对的靶序列。
以上任一所述特异引物对由引物F和引物R组成；
所述引物F为如下(c1)或(c2)：
(c1)序列表的序列2所示的单链DNA分子；
(c2)将序列2经过一个或几个核苷酸的取代且与序列2具有相同功能的DNA分子；
所述引物R为如下(c3)或(c4)：
(c3)序列表的序列3所示的单链DNA分子；
(c4)将序列3经过一个或几个核苷酸的取代且与序列3具有相同功能的DNA分子。
以上任一所述鸭为肉鸭。所述肉鸭为小体型肉鸭。所述肉鸭可以为北京鸭、绍兴鸭、连城白鸭或莆田黑鸭等地方品种。
本发明的发明人通过对大量鸭样本进行全基因组测序挖掘与饲料转化效率相关的SNP，发现了特异SNP。基于该SNP位点的基因型可以实现对饲料转化效率性状进行选择，AA基因型鸭的饲料转化效率优于AC基因型鸭和CC基因型鸭，AC基因型鸭的饲料转化效率优于CC基因型鸭。本发明的有益效果为：可以实现对饲料转化效率性状进行早期选择，能够节省生产成本并加快遗传进展，更好地服务于鸭的育种，具有很大的经济应用价值和科研价值。
附图说明
图1为实施例1中全基因关联分析的结果图。
图2为每种基因型的试验动物的某一示例性样本的部分测序结果；A为AC基因型的样本，B为AA基因型的样本，C为CC基因型的样本。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。
试验动物：中国农业科学院北京畜牧兽医研究所昌平实验基地北京鸭保种场。
实施例中，将耗料增重比作为饲料转化效率的标志性指标，耗料增重比越低说明饲料转化效率越高。体增重＝结束体重-初始体重。耗料增重比＝总采食量/体增重。
用于实施例的饲料的原料组成见表1。饲料中的营养水平为(％代表质量百分含量)：粗蛋白17.59％，代谢能12.64MJ，赖氨酸0.91％，蛋氨酸0.4％，钙0.99％，磷0.42％。
表1饲料的原料组成
预混料为每千克饲料提供：维生素A 8000IU，维生素D3 3000IU，维生素E 20IU，维生素K3 2mg，维生素B1 0.65mg，维生素B2 2.21mg，泛酸3.51mg，烟酸19.8mg，吡哆醇3.25mg，生物素0.20mg，叶酸0.28mg，维生素B12 0.02mg，锰80mg，铁60mg，铜10mg，锌60mg，碘1.0mg，硒0.3mg。
实施例1、特异SNP与饲料转化效率性状相关性的确定
试验动物：350只绿头野鸭与北京鸭正反杂交得到的F2代个体。
一、饲料转化效率测定
在相同饲料和相同条件下饲养试验动物，整个过程采用试验动物自由采食和饮水，记录每只试验动物21日龄体重(即初始体重)和56日龄体重(结束体重)，同时记录每只试验动物21日龄至56日龄总采食量。
二、SNP的发现
1、血液样品采集
用肝素钠抗凝采血管采集试验动物的翅静脉血，-20℃保存备用。
2、提取基因组DNA
取步骤1得到的静脉血，提取基因组DNA。
3、特异SNP的发现
取基因组DNA，采用Illumina公司的Hiseq X-Ten测序平台进行全基因组个体重测序，每个个体的测序深度约为5×，具体方法参照Illumina公司提供的标准操作流程。下机数据经过质量控制后，采用BWA和GATK两个生物信息学软件分布进行序列比对和基因型提取。
三、饲料转化效率的全基因组关联分析
耗料增重比和基因型的全基因组关联分析采用EMMAX软件的压缩混合线性模型进行统计分析。关联分析的结果图见图1，横坐标表示染色体编号，纵坐标表示-log10(P)。
发现一个与饲料转化效率性状(耗料增重比)显著相关的SNP，即第28号染色体的第4420098位核苷酸，因此将该SNP命名为“chr28:4420098位点SNP”，为了简洁后续称作特异SNP。特异SNP为A/C多态。
基于特异SNP设计一对引物，由F1和R1组成，鸭基因组DNA中F1和R1的靶序列为273bp，特异SNP位于靶序列的第105位核苷酸。
F1(序列表的序列2)：5'-CTGCCCACACTACATAAAACGAAC-3'；
R1(序列表的序列3)：5'-AGCAGCTGGTGGGAGTCT-3'。
实施例2、特异SNP在饲料转化效率性状遗传改良中的应用
试验动物：185只北京鸭。
一、基于特异SNP位点基因型的检测
1、血液样品采集
用肝素钠抗凝采血管采集试验动物的翅静脉血，-20℃保存备用。
2、提取基因组DNA
取步骤1得到的静脉血，提取基因组DNA。
3、基因型的检测
以步骤2得到的基因组DNA为模板，采用F1和R1组成的引物对进行PCR扩增，然后将PCR扩增产物进行测序。
结果表明，185只试验动物均得到了大小为273bp的PCR扩增产物。
基于特异SNP，185只试验动物分为三种基因型，AA基因型(51只试验动物)、CC基因型(48只试验动物)和AC基因型(86只试验动物)。其中某一只试验动物的测序结果见序列表的序列1。其他试验动物与序列表的序列1的相似度均为98％以上(除了所述特异SNP以外，PCR扩增产物的差异核苷酸为5个以下)。
每种基因型的试验动物的某一示例性样本的部分测序结果见图2。
二、饲料转化效率测定
在相同饲料和相同条件下饲养试验动物，整个过程采用试验动物自由采食和饮水，记录每只试验动物21日龄体重(即初始体重)和42日龄体重(结束体重)，同时记录每只试验动物21日龄至42日龄总采食量。
不同基因型试验动物的耗料增重比见表2。
表2
三、基因型与饲料转化效率关联分析
采用SAS统计分析软件包的GLM过程进行统计分析，根据广义线性模型对供试鸭群的基因型和饲料转化效率性状进行方差统计分析，P-value＜0.05表明差异显著。
统计分析模型：y＝μ+G+e
其中：y代表个体表型值；μ代表群体均值；G代表基因型效应；e代表剩余残差效应。
结果表明，三种基因型鸭的饲料转化效率差异极显著(P-value＝4.45×10-7)。AA基因型鸭的饲料转化效率优于AC基因型鸭和CC基因型鸭，AC基因型鸭的饲料转化效率优于CC基因型鸭。
SEQUENCE LISTING
<110> 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所
<120> 一种与肉鸭饲料转化效率性状相关的分子标记及其应用
<130> GNCYX180560
<160> 4
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 273
<212> DNA
<213> 鸭（Anas）
<400> 1
ctgcccacac tacataaaac gaactcccaa cgatttgaat agatccatct gaggcctgta 60
ccctgctggg tggctgcaaa atccttctgt accccacaga caacactctg gtttaaactg 120
agcttttcca ccaccatttt ctaggtttct tgcaacagag cataacatca agcaaacatt 180
ttgcttgaag tgctatacag gatttgcagt gtcatacaag tggaactgga ttagaccact 240
gtttcctcca gtttgagact cccaccagct gct 273
<210> 2
<211> 24
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<400> 2
ctgcccacac tacataaaac gaac 24
<210> 3
<211> 18
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<400> 3
agcagctggt gggagtct 18
<210> 4
<211> 273
<212> DNA
<213> 鸭（Anas）
<220>
<221> misc_feature
<222> (105)
<223> m =a or c
<400> 4
ctgcccacac tacataaaac gaactcccaa cgatttgaat agatccatct gaggcctgta 60
ccctgctggg tggctgcaaa atccttctgt accccacaga caacmctctg gtttaaactg 120
agcttttcca ccaccatttt ctaggtttct tgcaacagag cataacatca agcaaacatt 180
ttgcttgaag tgctatacag gatttgcagt gtcatacaag tggaactgga ttagaccact 240
gtttcctcca gtttgagact cccaccagct gct 273

Claims (11)

1.一种检测待测鸭的饲料转化效率性状的方法，包括如下步骤：检测待测鸭基于特异SNP的基因型，AA基因型待测鸭的饲料转化效率高于AC基因型待测鸭，AC基因型待测鸭的饲料转化效率高于CC基因型待测鸭；
所述特异SNP为特异DNA分子第105位核苷酸；
所述特异DNA分子为如下(b1)或(b3)：
(b1)序列表的序列4所示的DNA分子；
(b3)来源于鸭的与(b1)具有5个以下差异核苷酸的DNA分子；所述5个以下差异核苷酸不包括第105位核苷酸。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：检测待测鸭基于特异SNP的基因型的方法为：以待测鸭的基因组DNA为模板，采用特异引物对进行PCR扩增，然后将PCR扩增产物进行测序；所述特异引物对由引物F和引物R组成；所述引物F为序列表的序列2所示的单链DNA分子；所述引物R为序列表的序列3所示的单链DNA分子。
3.一种检测待测鸭的耗料增重比性状的方法，包括如下步骤：检测待测鸭基于特异SNP的基因型，AA基因型待测鸭的耗料增重比低于AC基因型待测鸭,AC基因型待测鸭的耗料增重比低于CC基因型待测鸭；
所述特异SNP为特异DNA分子第105位核苷酸；
所述特异DNA分子为如下(b1)或(b3)：
(b1)序列表的序列4所示的DNA分子；
(b3)来源于鸭的与(b1)具有5个以下差异核苷酸的DNA分子；所述5个以下差异核苷酸不包括第105位核苷酸。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：检测待测鸭基于特异SNP的基因型的方法为：以待测鸭的基因组DNA为模板，采用特异引物对进行PCR扩增，然后将PCR扩增产物进行测序；所述特异引物对由引物F和引物R组成；所述引物F为序列表的序列2所示的单链DNA分子；所述引物R为序列表的序列3所示的单链DNA分子。
5.用于检测特异SNP的物质的应用，为如下(d1)、(d2)、(d3)或(d4)：
(d1)检测待测鸭的饲料转化效率性状；
(d2)制备用于检测待测鸭的饲料转化效率性状的试剂盒；
(d3)检测待测鸭的耗料增重比性状；
(d4)制备用于检测待测鸭的耗料增重比性状的试剂盒；
所述特异SNP为特异DNA分子第105位核苷酸；
所述特异DNA分子为如下(b1)或(b3)：
(b1)序列表的序列4所示的DNA分子；
(b3)来源于鸭的与(b1)具有5个以下差异核苷酸的DNA分子；所述5个以下差异核苷酸不包括第105位核苷酸。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于：所述用于检测特异SNP的物质为特异引物对；所述特异引物对由引物F和引物R组成；所述引物F为序列表的序列2所示的单链DNA分子；所述引物R为序列表的序列3所示的单链DNA分子。
7.特异引物对，由引物F和引物R组成；
所述引物F为序列表的序列2所示的单链DNA分子；
所述引物R为序列表的序列3所示的单链DNA分子。
8.权利要求7所述特异引物对的应用，为如下(d1)、(d2)、(d3)或(d4)：
(d1)检测待测鸭的饲料转化效率性状；
(d2)制备用于检测待测鸭的饲料转化效率性状的试剂盒；
(d3)检测待测鸭的耗料增重比性状；
(d4)制备用于检测待测鸭的耗料增重比性状的试剂盒。
9.一种试剂盒，包括权利要求7所述特异引物对；所述试剂盒的功能为如下(d1)、(d2)、(d3)或(d4)：
(d1)检测待测鸭的饲料转化效率性状；
(d2)制备用于检测待测鸭的饲料转化效率性状的试剂盒；
(d3)检测待测鸭的耗料增重比性状；
(d4)制备用于检测待测鸭的耗料增重比性状的试剂盒。
10.权利要求1至4中任一所述方法在育种中的应用。
11.权利要求7所述特异引物对或权利要求9所述试剂盒在育种中的应用。
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