CN111926020A - 两个对虾生长相关基因及其在遗传育种中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水产动物基因辅助育种领域，具体涉及两个对虾生长相关基因及其在遗传育种中的应用。所述的两个生长相关基因为凡纳滨对虾dCMPD和NPTK基因。这两个基因上的两个SNP标记dCMPD‑118和NPTK‑278与生长性状显著相关，这两个标记的优势基因型分别为AG(AA)、AA，通过对其中的1个或者2个SNP标记同时进行标记选择，能够显著提高凡纳滨对虾的生长速度。本发明同时公开了这两个生长相关基因和标记在对虾生长性状选育中的应用。相对于传统选育方法，基因选育具有更高的准确性，并且本专利所提供的多个标记可以组合使用，通过标记聚合实现生长性状的快速改良，在高产品种的培育中具有广阔的应用前景。

Description

两个对虾生长相关基因及其在遗传育种中的应用
技术领域
本发明属于水产动物分子育种领域，具体涉及两个对虾生长相关基因及其在遗传育种中的应用。
背景技术
生长性状的选育历来是动物遗传选育的主要目标性状，凡纳滨对虾作为一种重要的水产养殖经济动物，其具有生长速度快、养殖周期短、抗病能力强的特点。经过近20多年的遗传育种，凡纳滨对虾生长性状的选育取得了较大的进展。然而，相较于畜牧等高等动物，对虾遗传选育的历史较短，其生长性状的选育仍有很大的发展空间。
传统选育技术主要通过表型和系谱信息进行生长性状的选择，通过数量遗传学的方法估计育种值，其对于个体遗传评估的准确性易受环境影响，且选育周期较长。近年来，随着基因分型技术的发展和对于生长调控网络认知的不断加深，基于生长基因和标记进行分子育种的技术逐渐成熟。
进行分子育种的首要任务是鉴定生长相关基因及分子标记。在凡纳滨对虾中，通过连锁分析和全基因组关联分析(GWAS)，已经鉴定了多个生长相关的QTL位点和生长相关标记，并通过进一步的精细定位分析鉴定了protein kinase C delta type(PKC-delta)、ras-related protein Rap-2a(Rap-2a)、class C scavenger receptor(SRC)、monocyteto macrophage differentiation factor 2(MMD2)等生长相关候选基因及SNP标记，为凡纳滨对虾生长性状的分子育种提供了基因和标记来源。然而，生长性状是典型的由多基因控制的数量性状，上述基因仅为控制生长的部分基因，其所能解释的遗传变异仍十分有限，因此需要进一步挖掘生长相关基因。
本发明旨在提供两个新发现的生长相关基因及其SNP标记，该基因是在前期GWAS结果的基础上，通过基因注释和候选基因关联分析鉴定获得，是两个新的对虾生长相关基因和SNP标记，本发明同时建立了生长相关基因和标记辅助遗传育种的方法。
发明内容
本发明的目的是提供两个对虾生长相关基因及其在遗传育种中的应用，从而提高凡纳滨对虾生长性状的选育效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
两个对虾生长相关(体重增长相关)基因及其在遗传育种中的应用。所述的两个生长相关基因为凡纳滨对虾dCMPD(deoxycytidylate deaminase)和NPTK(non-receptorprotein tyrosine kinase)基因，dCMPD基因上的SNP标记dCMPD-118和NPTK基因上的SNP标记NPTK-278与生长性状(体重性状)显著相关(P<0.01)。
所述的两个生长相关SNP标记dCMPD-118和NPTK-278，具有SEQ ID dCMPD-118和SEQ ID NPTK-278所示的序列，所述的SNP位点位于这些序列的101bp位置，CMPD-118位点为A>G型突变，其生长优势基因型为AG(和/或AA)，NPTK-278位点为C>A型突变，其生长优势基因型为AA。
所述的一组对虾生长SNP标记的应用，即从权利要求1所述的生长相关SNP标记中选择1个或者同时选择2个在育种个体进行基因分型，综合基因分型结果和传统BLUP估计结果进行个体留种和传代，提高生长性状的选育准确率和选育效率。
序列表：
>dCMPD-118
AAGGACACGACTATTTATAGTATTCTTGGTATTAATTGATTAATGATGACGTTACATGCCACTTTCAAATCCTCGAGTAAGGCTCTGAAAATATTGTTTG[A/G]CAGGCATTCTATATTATTTTCTGTTTATAACAATGAAGCCAAAACAACAACAAAAACATTTTCCCATTCTCTAAAAGCATTTAGAGAAGTTTGTGACGTC
其中中括号[A/G]表示其为A/G型SNP标记；
>NPTK-278
CTGGAACCCACATTCCGCGGGACGCAGTTTCATAAAAGGTGTAATAAGGGTATCATTTTCGTCGAGACGAAATAACTTGAATGCATTTATGTAACCACTA[C/A]TATTCTTGTTGTTTTGTGACGAGTAAAACGCTGAGTTATATTTTTCACATAAGCCACCAGGTTGAATACATTATGTAGAGTTGTCCAGGCGACTCTATTT
其中中括号[C/A]表示其为C/A型SNP标记；
本发明提供了两个凡纳滨对虾生长相关基因及其SNP标记，并提供一种利用生长基因和标记进行分子育种的方法，利用这两个基因和SNP标记进行辅助选育能够提高选育的准确性，并且这些标记可以与前期公布的生长相关标记以及传统BLUP选育方法结合，提高生长性状的选育效果。本发明所具有的优点如下：
(1)本发明提供的了两个新的与凡纳滨对虾生长相关基因及其SNP标记，这些标记由于直接位于基因区，因此其稳定性高，适应性广，能够显著提高生长性状的选育。
(2)本发明提供两个生长相关基因和SNP标记辅助育种的方法操作简单，可以缩短生长性状的选育周期，且不易受养殖环境影响，能够提高生长性状的稳定性。
本发明同时公开了这两个生长相关基因和标记在对虾生长性状选育中的应用。相对于传统选育方法，基因选育具有更高的准确性，并且本专利所提供的多个标记可以组合使用，通过标记聚合实现生长性状的快速改良，在高产品种的培育中具有广阔的应用前景。
具体实施方式
实施例1：dCMPD-118和NPTK-278标记在生长性状选育中的应用
(1)育种材料来源
用于进行分析的育种材料(凡纳滨对虾)构建于2018年，该群体由50多个家系混合而成，不同的家系在育苗后等量混合进行养殖，在养殖1个多月后进行取样，从中选择321个体取两条游泳足用于DNA提取。
(2)样本DNA提取
使用植物基因组提取试剂盒(天根，北京)提取上述321个个体组织DNA，具体操作步骤参考试剂盒说明书，每个个体的DNA使用核酸浓度测定仪Nanodrop1000测定浓度，并通过琼脂糖凝胶电泳检测DNA的完整性。(3)dCMPD-118和NPTK-278标记分型
使用引物扩增dCMPDF：CTTCATGCACAGAAGTGAAGGAC和和dCMPDR:ACAGCTAACTTCCTGTCATGGAA扩增dCMPDF的目标序列，使用NPTKF：ACGTAACTCACTATCGGTTTGGT和NPTKR:GAAGTGATACGGGAAATGCTGAC扩增NPTK的目标序列，并使用正向引物进行Sanger测序，根据测序峰图判断目标SNP位点的基因型，获得SNP位点dCMPD-118和NPTK-278的分型结果。
(4)dCMPD-118和NPTK-278标记选留结果
根据321尾个体的基因型，对两个位点分别进行选择，选留dCMPD-118位点为AA基因型和AG基因型的个体作为留种组进行留种，选留NPTK-278位点为AA基因型的个体作为留种种进行留种。
对上述留种个体的dCMPD-118位点的AA基因型、AG基因型和GG基因型个体进行体重测量，同时对NPTK-278位点的AA、AC和CC基因型的个体进行体重测定，测定结果如表1所示，dCMPD-118位点的AA和AG基因型的平均体重较GG基因型分别提高16.6％((4.42-3.79)÷3.79×100％)和19.3％((4.52-3.79)÷3.79×100％)，而NPTK-278位点AA基因型较CC基因型提高20.70％((4.49-3.72)÷3.72×100％)。通过两个标记的同时选择，可以显著提高生长性状的选育效果。
表1：dCMPD-118和NPTK-278标记平均体重和等位基因频率分析结果
Figure BDA0002600877330000051
Figure BDA0002600877330000061
序列表中SEQ ID NO.1
>dCMPD-118
AAGGACACGACTATTTATAGTATTCTTGGTATTAATTGATTAATGATGACGTTACATGCCACTTTCAAATCCTCGAGTAAGGCTCTGAAAATATTGTTTG[A/G]CAGGCATTCTATATTATTTTCTGTTTATAACAATGAAGCCAAAACAACAACAAAAACATTTTCCCATTCTCTAAAAGCATTTAGAGAAGTTTGTGACGTC
序列表的信息
(a)序列特征
长度：201核苷酸
类型：核苷酸
链型：单链
(b)分子类型：DNA
序列表中SEQ ID NO.2
>NPTK-278
CTGGAACCCACATTCCGCGGGACGCAGTTTCATAAAAGGTGTAATAAGGGTATCATTTTCGTCGAGACGAAATAACTTGAATGCATTTATGTAACCACTA[C/A]TATTCTTGTTGTTTTGTGACGAGTAAAACGCTGAGTTATATTTTTCACATAAGCCACCAGGTTGAATACATTATGTAGAGTTGTCCAGGCGACTCTATTT
序列表的信息
(a)序列特征
长度：201核苷酸
类型：核苷酸
链型：单链
(b)分子类型：DNA
虽然，上文已经通过具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做出一些修改或改进，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> 中国科学院海洋研究所
<120> 两个对虾生长相关基因及其在遗传育种中的应用
<160> 2
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 201
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<220>
<223> n=[a/g]
<220>
<221> misc_feature
<222> (101)..(101)
<223> n is a, c, g, t or u
<400> 1
aaggacacga ctatttatag tattcttggt attaattgat taatgatgac gttacatgcc 60
actttcaaat cctcgagtaa ggctctgaaa atattgtttg ncaggcattc tatattattt 120
tctgtttata acaatgaagc caaaacaaca acaaaaacat tttcccattc tctaaaagca 180
tttagagaag tttgtgacgt c 201
<210> 2
<211> 201
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<220>
<223> n=[c/a]
<220>
<221> misc_feature
<222> (101)..(101)
<223> n is a, c, g, t or u
<400> 2
ctggaaccca cattccgcgg gacgcagttt cataaaaggt gtaataaggg tatcattttc 60
gtcgagacga aataacttga atgcatttat gtaaccacta ntattcttgt tgttttgtga 120
cgagtaaaac gctgagttat atttttcaca taagccacca ggttgaatac attatgtaga 180
gttgtccagg cgactctatt t 201

Claims (5)

1.对虾生长相关基因，其特征在于：所述的生长相关基因为凡纳滨对虾dCMPD(deoxycytidylate deaminase)和NPTK(non-receptor protein tyrosine kinase)基因中的一个或两个；
生长相关SNP标记dCMPD-118和NPTK-278，具有SEQ ID dCMPD-118和SEQ ID NPTK-278所示的序列。
2.一种权利要求1所述的对虾生长相关基因上的SNP标记，其特征在于：
dCMPD基因上的SNP标记dCMPD-118和NPTK基因上的SNP标记NPTK-278与生长性状显著相关；
所述的SNP位点分别位于这些序列的101bp位置，dCMPD-118位点为A>G型突变，其生长优势基因型为AG和/或AA，NPTK-278位点为C>A型突变，其生长优势基因型为AA。
3.一种权利要求1所述对虾生长相关基因或2所述的对虾生长相关基因上SNP标记在对虾遗传育种中的应用。
4.按照权利要求3所述的应用，其特征在于：从权利要求2所述的位于两个生长相关基因上的SNP标记中选择1个或者同时选择2个在育种个体进行基因分型，根据基因分型结果进行个体留种和传代，提高育种个体的生长速度，提高生长性状的选育准确率和选育效率。
5.按照权利3或4所述的应用，其特征在于：
所述的对虾为凡纳滨对虾。
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