CN111876494B - 一种鉴定或辅助鉴定牛肉品质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种鉴定或辅助鉴定牛肉品质的方法。该方法为检测待测牛背最长肌中HSPB3基因的表达量，如果待测牛背最长肌中HSPB3基因的表达量低于对照牛背最长肌中HSPB3基因的表达量，则牛肉品质为不良，否则牛肉品质为良好；对照牛背最长肌来源于牛肉品质优良的牛。实验证明，通过检测牛背最长肌中HSPB3基因的表达量就可以鉴定牛肉品质。本发明具有重要的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及一种鉴定或辅助鉴定牛肉品质的方法。
背景技术
人们越来越意识到饮食和健康之间的关系，这提高了对食物营养价值的兴趣。牛肉是一种常用食材，品质是牛肉行业的重中之重，因为它不仅是牛肉消费的首要因素，也是牛肉产业需要提高的性状。影响牛肉品质的因素主要包括遗传因素、脂肪含量和组成、包装方法和饲养等。随着科学技术的不断发展，测序技术不断融于常规分子遗传和育种研究，加快了分子育种的进程，以便于选育目标品种，例如具有高品质牛肉的肉牛品种。
肉质性状是一个复杂经济性状，大量基因参与调控肉质性状的形成过程，目前大多数研究仍然停留在筛选大量候选基因的初步阶段，较少系统和深入的对基因功能进行研究，导致具有作用明确、调节机制清楚的功能基因较少，牛肉品质遗传标记和相关功能基因的信息非常有限，严重阻碍我国肉牛优良品种选育和新品种培育进程，因此遗传标记筛查、功能基因挖掘及基因网络调控和作用机理的研究是我国优质、高效肉牛品种培育过程中必须突破的分子基础理论和技术的关键。
家畜的遗传改良经历了从QTL定位到GWAS，再到如今的组学研究。QTL定位是指整个基因组范围内的遗传标记与特定性状之间的关联分析，以确定影响特定性状主效位点的染色体位置。GWAS是在全基因组范围内搜寻与复杂性状或者重要经济性状紧密连锁的遗传变异。RNA-seq是利用高通量技术对特定物种组织的整体转录情况进行检测，可以迅速获知该物种在特定状态下的几乎所有转录本信息。RNA-seq是如今研究的热门技术，对于肉牛的遗传改良研究具有重要的意义。
哈萨克牛是新疆古老的黄牛品种，具有良好的肉用性能且牛肉品质较高，夏秋季在草地放牧的条件下，能迅速长膘。新疆褐牛为乳肉兼用品种，是以哈萨克牛为母本，瑞士褐牛(还有阿拉塔乌牛和少量的科斯特罗姆牛)为父本经过长期杂交选育而成，具有抗病力强、耐粗饲、放牧性能好、适应性强的特点。哈萨克牛的牛肉品质显著高于新疆褐牛。
发明内容
本发明的目的是鉴定或辅助鉴定牛肉品质。
本发明首先保护用于检测HSPB3蛋白表达量和/或活性的物质的应用，可为a1)至a4)中的至少一种：
a1)鉴定或辅助鉴定牛肉品质；
a2)制备用于鉴定或辅助鉴定牛肉品质的产品；
a3)筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛；
a4)制备用于筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛的产品。
本发明还保护用于检测HSPB3蛋白表达量和/或活性的物质和装置的应用，可为a1)至a4)中的至少一种：
a1)鉴定或辅助鉴定牛肉品质；
a2)制备用于鉴定或辅助鉴定牛肉品质的产品；
a3)筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛；
a4)制备用于筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛的产品；
所述装置可为装置甲和/或装置乙；
所述装置甲包括数据输入设备1、数据记录模块1、数据比较模块1-1和结论输出模块1-1；
数据输入设备1用于输入HSPB3蛋白的表达量和/或活性数值；
数据记录模块1用于存储HSPB3蛋白的表达量和/或活性数值；
数据比较模块1-1用于将待测牛背最长肌中HSPB3蛋白的表达量和/或活性和对照牛背最长肌中HSPB3蛋白的表达量和/或活性进行比较；
结论输出模块1-1用于显示结论，即如果待测牛背最长肌中HSPB3蛋白的表达量和/或活性低于对照牛背最长肌中HSPB3蛋白的表达量和/或活性，则结论输出模块1-1显示牛肉品质为不良；如果待测牛背最长肌中HSPB3蛋白的表达量和/或活性不低于对照牛背最长肌中HSPB3蛋白的表达量和/或活性，则结论输出模块1-1显示牛肉品质为良好；
所述对照牛背最长肌来源于牛肉品质优良的牛；
所述装置乙包括数据输入设备1、数据记录模块1、数据比较模块1-2和结论输出模块1-2；
数据比较模块1-2用于将若干牛背最长肌中HSPB3蛋白的表达量和/或活性进行比较；
结论输出模块1-2用于显示结论，即牛背最长肌中HSPB3蛋白的表达量和/或活性越高，则牛肉品质越优良。
所述装置甲具体可由所述数据输入设备1、所述数据记录模块1、所述数据比较模块1-1和所述结论输出模块1-1组成。
所述装置乙具体可由所述数据输入设备1、所述数据记录模块1、所述数据比较模块1-2和所述结论输出模块1-2组成。
本发明还保护用于检测HSPB3基因表达量的物质的应用，可为a1)至a4)中的至少一种：
a1)鉴定或辅助鉴定牛肉品质；
a2)制备用于鉴定或辅助鉴定牛肉品质的产品；
a3)筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛；
a4)制备用于筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛的产品。
本发明还保护用于检测HSPB3基因表达量的物质和装置的应用，可为a1)至a4)中的至少一种：
a1)鉴定或辅助鉴定牛肉品质；
a2)制备用于鉴定或辅助鉴定牛肉品质的产品；
a3)筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛；
a4)制备用于筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛的产品；
所述装置可为装置1和/或装置2；
所述装置1可包括数据输入设备2、数据记录模块2、数据比较模块2-1和结论输出模块2-1；
数据输入设备2用于输入HSPB3基因的表达量数值；
数据记录模块2用于存储HSPB3基因的表达量数值；
数据比较模块2-1用于将待测牛背最长肌中HSPB3基因的表达量和对照牛背最长肌中HSPB3基因的表达量进行比较；
结论输出模块2-1用于显示结论，即如果待测牛背最长肌中HSPB3基因的表达量低于对照牛背最长肌中HSPB3基因的表达量，则结论输出模块2-1显示牛肉品质为不良；如果待测牛背最长肌中HSPB3基因的表达量不低于对照牛背最长肌中HSPB3基因的表达量，则结论输出模块2-1显示牛肉品质为良好；
所述对照牛背最长肌来源于牛肉品质优良的牛；
所述装置2可包括数据输入设备2、数据记录模块2、数据比较模块2-2和结论输出模块2-2；
数据比较模块2-2用于将若干牛背最长肌中HSPB3基因的表达量进行比较；
结论输出模块2-2用于显示结论，即牛背最长肌中HSPB3基因的表达量越高，则牛肉品质越优良。
所述装置1具体可由所述数据输入设备2、所述数据记录模块2、所述数据比较模块2-1和所述结论输出模块2-1组成。
所述装置2具体可由所述数据输入设备2、所述数据记录模块2、所述数据比较模块2-2和所述结论输出模块2-2组成。
上述任一所述的应用中，所述对照牛背最长肌可为哈萨克牛的牛背最长肌。
本发明还保护一种试剂盒，可包括用于检测HSPB3蛋白表达量和/或活性的物质，和/或，用于检测HSPB3基因表达量的物质；所述试剂盒的功能可为a1)至a4)中的至少一种：
a1)鉴定或辅助鉴定牛肉品质；
a2)制备用于鉴定或辅助鉴定牛肉品质的产品；
a3)筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛；
a4)制备用于筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛的产品。
所述试剂盒具体可由所述用于检测HSPB3蛋白表达量和/或活性的物质，和/或，所述用于检测HSPB3基因表达量的物质组成。
本发明还保护D1)-D8)中的至少一种：
D1)HSPB3蛋白作为标志物在鉴定或辅助鉴定牛肉品质中的应用；
D2)HSPB3蛋白作为标志物制备用于鉴定或辅助鉴定牛肉品质的产品中的应用；
D3)HSPB3蛋白作为标志物在筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛中的应用；
D4)HSPB3蛋白作为标志物在制备用于筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛的产品中的应用；
D5)HSPB3基因作为标志物在鉴定或辅助鉴定牛肉品质中的应用；
D6)HSPB3基因作为标志物制备用于鉴定或辅助鉴定牛肉品质的产品中的应用；
D7)HSPB3基因作为标志物在筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛中的应用；
D8)HSPB3基因作为标志物在制备用于筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛的产品中的应用。
本发明还保护鉴定或辅助鉴定牛肉品质的方法。
本发明所保护的鉴定或辅助鉴定牛肉品质的方法，具体可为方法Q1)，包括如下步骤：
(q1-1)检测待测牛背最长肌中HSPB3蛋白的表达量和/或活性；
(q1-2)根据HSPB3蛋白的表达量和/或活性判断牛肉品质。
上述方法中，根据HSPB3蛋白的表达量和/或活性判断牛肉品质的原则具体为：HSPB3蛋白的表达量和/或活性越高，则牛肉品质越优良。
本发明所保护的鉴定或辅助鉴定牛肉品质的方法，具体可为方法Q2)，包括如下步骤：
(q2-1)检测待测牛背最长肌中HSPB3基因的表达量；
(q2-2)根据HSPB3基因的表达量判断牛肉品质。
上述方法中，根据HSPB3基因的表达量判断牛肉品质的原则具体为：HSPB3基因的表达量越高，则牛肉品质越优良。
本发明还保护筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛的方法。
本发明所保护的筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛的方法，具体可为方法R1)，包括如下步骤：
(r1-1)检测待测牛背最长肌中HSPB3蛋白的表达量和/或活性；
(r1-2)根据HSPB3蛋白的表达量和/或活性判断该牛的牛肉品质。
上述方法中，根据HSPB3蛋白的表达量和/或活性判断该牛的牛肉品质的原则具体为：HSPB3蛋白的表达量和/或活性越高，则该牛的牛肉品质越优良。
本发明所保护的筛选或辅助筛选具有不同牛肉品质的牛的方法，具体可为方法R2)，包括如下步骤：
(r2-1)检测待测牛背最长肌中HSPB3基因的表达量；
(r2-2)根据HSPB3基因的表达量判断该牛的牛肉品质。
上述方法中，根据HSPB3基因的表达量判断该牛的牛肉品质的原则具体为：HSPB3基因的表达量越高，则该牛的牛肉品质越优良。
上述任一所述的方法中，检测待测牛背最长肌中HSPB3基因的表达量具体可采用用于检测HSPB3基因表达量的物质检测实现。
上述任一所述用于检测HSPB3基因表达量的物质具体可为引物对。所述引物对具体可由引物1：5’-AGGGCTGGCTGCTGATAAAA-3’和引物2：5’-ACAGAGGATCGCCGACAAAT-3’组成。
上述任一所述HSPB3基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。
上述任一所述HSPB3蛋白(即HSPB3基因编码的蛋白)的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。
实验证明，与哈萨克牛相比，新疆褐牛的牛背最长肌中HSPB3基因的相对表达水平显著降低。因此，通过检测牛背最长肌中HSPB3基因的表达量就可以鉴定牛肉品质，HSPB3基因的表达量越高，则牛肉品质越优良。本发明具有重要的应用价值。
附图说明
图1为FPKM的归一化定量分析结果。
图2为HSPB3基因在哈萨克牛和新疆褐牛的牛背最长肌中的FPKM值。
图3为实时荧光定量检测哈萨克牛和新疆褐牛的牛背最长肌中HSPB3基因的相对表达水平。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中，HSPB3基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。HSPB3基因编码的蛋白(即HSPB3蛋白)的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。
实施例1、与牛肉品质相关的标志物的获得
1、分别取3头30月龄左右的哈萨克牛的牛背最长肌作为样品，依次命名为HSK1、HSK2和HSK3。分别取3头30月龄的新疆褐牛的牛背最长肌作为样品，依次命名为XH1、XH2和XH3。
2、提取样品(HSK1、HSK2、HSK3、XH1、XH2和XH3)的mRNA，然后进行高通量测序获得Raw reads；之后数据过滤(目的为去除杂质数据，如重复序列)，得到Clean reads；将Cleanreads与牛的参考基因组(网址为：http://www.ensembl.org/Bos_taurus/Info/Index.)进行序列比对，获得Mapped reads；进一步获得比对效率(比对效率＝Mapped reads/Cleanreads×100％)。
Clean reads、Mapped reads和比对效率的统计结果见表1。
结果表明，6个样品的mapped reads的比对效率均为93％以上，可以进行后续实验。
表1
| 样品名称 | Clean reads | Mapped reads | 比对效率 |
| HSK1 | 123553706 | 115333210 | 93.35％ |
| HSK2 | 122717414 | 114575756 | 93.37％ |
| HSK3 | 128772648 | 120727626 | 93.75％ |
| XH1 | 128617984 | 120466642 | 93.66％ |
| XH2 | 133627008 | 125417229 | 93.86％ |
| XH3 | 134131790 | 127137812 | 94.79％ |
4、使用FPKM对步骤3中Mapped reads的数目和转录本长度进行归一化定量分析；其中3头哈萨克牛作为对照组，3头新疆褐牛作为实验组。
实验结果见图1。结果表明，哈萨克牛与新疆褐牛背最长肌中差异表达的mRNA共计929个，其中上调表达的471个，下调表达的458个。
本发明的发明人根据测序结果，分析发现哈萨克牛与新疆褐牛的牛背最长肌中FPKM值差异最大的是HSPB3基因，HSPB3基因在哈萨克牛的牛背最长肌中的FPKM值显著性高于新疆褐牛的牛背最长肌中的FPKM值(图2)。因此，HSPB3基因可能与牛肉品质相关，HSPB3基因可能作为牛肉品质的标志物。
实施例2、实时荧光定量检测哈萨克牛和新疆褐牛的牛背最长肌中HSPB3基因的相对表达水平
实验重复三次取平均值，每次检测3头30月龄左右的哈萨克牛或新疆褐牛，每次重复的步骤如下：
1、采用Trizo1法提取哈萨克牛或新疆褐牛的牛背最长肌的总RNA，然后反转录出第一链cDNA，将该cDNA用无菌水稀释50倍作为模板，采用SuperReal PreMix Plus(SYBRGreen)试剂盒(天根公司的产品)实时荧光定量PCR检测HSPB3基因的相对表达水平(以GAPDH基因为内参基因)。
检测HSPB3基因的引物为5’-AGGGCTGGCTGCTGATAAAA-3’和5’-ACAGAGGATCGCCGACAAAT-3’。
检测GAPDH基因的引物为5’-ACATACTCAGCACCAGCATCAC-3’和5’-ATTCTGGCAAAGTGGACATCG-3’。
将哈萨克牛的牛背最长肌中HSPB3基因的相对表达水平设为1，新疆褐牛的牛背最长肌中HSPB3基因的相对表达水平见图3(HSK为哈萨克，XH为新疆褐牛)。结果表明，与哈萨克牛相比，新疆褐牛的牛背最长肌中HSPB3基因的相对表达水平显著降低，与先前的测序结果基本一致。
上述结果表明，HSPB3基因的表达水平与牛肉品质密切相关，即HSPB3基因可以作为标志物鉴定牛肉品质。
以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本申请中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。按以下附带的权利要求的范围，可以进行一些基本特征的应用。
<110> 新疆畜牧科学院畜牧研究所
<120> 一种鉴定或辅助鉴定牛肉品质的方法
<160> 2
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 450
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<400> 1
atggcaaaaa tcatcctgag gcacctcatc gagactccag tgcgatacga gcaggaattc 60
gaagctcgag gtctggaaga ctgcaggctg gatcacgctt tatatgcact gccggggcca 120
accacggtgg acctggggaa ggccagggcg gcccaggctc ctccagtgga tgccgctgag 180
atgccgcccc agagaggcga atcccgcttc caagtcctgc tggacgtggt ccaattcctc 240
cccgaagata tcatcattca gaccttcgag ggctggctgc tgataaaagc tcaacacgga 300
accagaatgg atgagcacgg cttcatctcc agaagcttca cccgacagta taaactgccc 360
gacggcattg aaaccaaaga tttgtcggcg atcctctgtc acgatggaat tctggtggtg 420
gaagtaaagg attcggctgg gaccaagtga 450
<210> 2
<211> 149
<212> PRT
<213> Artificial sequence
<400> 2
Met Ala Lys Ile Ile Leu Arg His Leu Ile Glu Thr Pro Val Arg Tyr
1 5 10 15
Glu Gln Glu Phe Glu Ala Arg Gly Leu Glu Asp Cys Arg Leu Asp His
20 25 30
Ala Leu Tyr Ala Leu Pro Gly Pro Thr Thr Val Asp Leu Gly Lys Ala
35 40 45
Arg Ala Ala Gln Ala Pro Pro Val Asp Ala Ala Glu Met Pro Pro Gln
50 55 60
Arg Gly Glu Ser Arg Phe Gln Val Leu Leu Asp Val Val Gln Phe Leu
65 70 75 80
Pro Glu Asp Ile Ile Ile Gln Thr Phe Glu Gly Trp Leu Leu Ile Lys
85 90 95
Ala Gln His Gly Thr Arg Met Asp Glu His Gly Phe Ile Ser Arg Ser
100 105 110
Phe Thr Arg Gln Tyr Lys Leu Pro Asp Gly Ile Glu Thr Lys Asp Leu
115 120 125
Ser Ala Ile Leu Cys His Asp Gly Ile Leu Val Val Glu Val Lys Asp
130 135 140
Ser Ala Gly Thr Lys
145
Claims (1)
1.检测牛背最长肌中HSPB3基因表达量的物质在区分哈萨克牛和新疆褐牛中的应用；所述检测牛背最长肌中HSPB3基因表达量的物质为由引物1：5’-AGGGCTGGCTGCTGATAAAA-3’和引物2：5’-ACAGAGGATCGCCGACAAAT-3’ 组成的引物对。
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