CN112746110B - 基于全基因组测序筛选的与广西麻鸡体尺相关的snp分子标记组合及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了基于全基因组测序筛选的与广西麻鸡体尺相关的SNP分子标记组合,由41个SNP分子标记组成,它们的信息如表1所示,这些SNP分子标记组合可用于广西麻鸡的分子标记辅助育种,在早期直接在基因组水平上选育个体,不依赖表型信息,可显著提高选择效率,加快育种进程,节省中间饲养费用,提高了育种效率,降低了育种成本,具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于分子生物学技术领域,涉及基于全基因组测序筛选的与广西麻鸡体尺相关的SNP分子标记组合及应用。
背景技术
广西具有丰富的地方鸡种质资源,广西麻鸡是被列入中国家禽品种资源志的广西地方鸡品种之一,广西麻鸡又名灵山香鸡、里当鸡,原产于广西壮族自治区灵山县、合浦县、浦北县等地,属肉蛋兼用型地方品种。广西麻鸡的特征可概括为“一麻、两细、三短”。一麻是指母鸡体羽以棕黄麻羽为主,两细是指头细、胫细,三短是指颈短、体躯短、胫短。公鸡头昂尾翘,片状羽,羽色以棕红为主,其次为棕黄色或红褐色。广西麻鸡具有耐粗饲、善飞翔、觅食能力强等特点。
体尺性状是动物遗传选育中重要的表型性状,与重要经济性状有着密切的关系,也是衡量鸡体健康状况的标志。体尺性状(胫围、胫长、体斜长等)作为能够准确反应肉鸡体型外观的量化指标,在遗传选育过程中也具有重要作用。
利用传统的选育方法,国内外已经成功地培育了大量的畜禽品种。但是,传统育种主要凭借育种经验依据表型对后代进行选择,无法对目标基因的基因型进行直接选择,因此,选育耗时长,表型的测量复杂,选择效率和准确性较低。目前,将分子生物学技术应用于育种中,可在分子水平上进行育种,通过分子标记辅助育种或遗传修饰育种(转基因育种),可以大大提高育种的选择效率,缩短选育时间。通过有效利用分子标记辅助育种,可以加快广西麻鸡在体尺相关性状上的选育进程,提高生产应用的价值。
在早期关于复杂表型的研究中,主要利用QTL定位(QTL mapping)来寻找表型变异和基因组变异之间的关联。自20世纪90年代,QTL的连锁分析法广泛应用于鸡生长、胴体、肉质等性状的研究中。虽然该方法是一种经典的基因定位方法,但其更适用于单基因疾病或单基因控制性状的遗传研究,所以其对于复杂疾病和遗传力低的性状,检测效果有限,获得的QTL置信区间较大,可能包括数以百计的基因,不利于后续功能基因的精准定位,同时,在不同群体中的可重复性较差。
相比QTL连锁分析的方法,全基因组关联分析(Genome-wide associationstudies,GWAS)具有从整个基因组水平检测SNP和整体分析关联性的特点,不再是单一的考虑个别SNP的关联性,具有结果更加可靠等优点。GWAS最早由Risch等人提出,其概念是应用基因组中数以百万计的单核苷酸多态性(SNP)为分子遗传标记,进行全基因组水平上的对照分析或相关性分析,通过比较发现影响复杂性状的基因变异的一种新策略,目前已经成为畜禽目的性状精细定位强有效的方法之一。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供基于全基因组测序筛选的与广西麻鸡体尺相关的SNP分子标记组合。
本发明的另一个目的在于提供上述SNP标记组合的应用。
为了实现本发明目的,本发明提供与广西麻鸡体尺相关的SNP分子标记组合,由41个SNP分子标记组成,所述SNP分子标记的编号分别为:chr1_173051199、chr18_6789547、chr5_9057482、chr9_1465000、chr13_12011704、chr7_14221818、chr20_6855843、chr20_6855833、chr1_140236388、chr3_106991876、chr1_3928153、chr2_25031773、chr21_4474810、chr2_35053816、chr2_145620601、chr2_35092014、chr2_35055351、chr2_24621607、chr1_87635499、chr2_35060628、chr1_87635384、chr2_35162257、chr1_142394935、chr2_131689371、chr1_142339473、chr3_33453658、chr1_141543178、chr3_88942987、chr5_31336967、chr6_1566777、chr4_81110925、chr4_76431041、chr4_83225233、chr4_81369074、chr4_50634640、chr18_4896463、chr18_4896467、chr2_127096845、chr1_79198478、chr4_40826514、chr3_102298328,核苷酸序列分别如SEQ IDNO.1~41所示,它们的信息如表1所示,表1中提供了每个SNP分子标记前后共200bp的碱基序列,并且在第100bp处存在碱基变异。
本发明还提供所述SNP分子标记组合在广西麻鸡分子标记辅助育种中的应用。
本发明还提供所述SNP分子标记组合在制备检测试剂盒中的应用。
本发明还提供利用分子生物学技术检测广西麻鸡基因型的方法,包括以下步骤:根据41个SNP分子标记位点两侧翼的核苷酸序列分别设计引物,利用引物对待测广西麻鸡材料进行基因分型,从而鉴定待测广西麻鸡的基因型。
本发明还提供上述方法在广西麻鸡分子标记辅助育种中的应用。
通过以上技术方案,本发明的有益效果如下:
本发明的与广西麻鸡体尺相关的SNP分子标记组合,可用于广西麻鸡的分子标记辅助育种,在早期可以直接在基因组水平上选育个体,不依赖表型信息,可显著提高选择效率,加快育种进程,节省中间饲养费用,提高了育种效率,降低了育种成本,具有广泛的应用前景。
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。在不背离本发明精神和本质的情况下,对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换,均属于本发明的范围。
下述实施例中使用的动物、仪器、试剂、试剂盒均可由市售得到;
实施例1基于全基因组测序筛选广西麻鸡体尺相关SNP分子标记
(1)群体选择及表型收集:在广西大学动物实验基地饲喂广西麻鸡至120日龄,停止喂食24小时,参考中华人民共和国农业行业标准NY/T 823-2004测定体尺的相关性状,包括体斜长、龙骨长、胸深、胸宽、髋宽、胫长、胫围等;最后共收集到294只广西麻鸡(145只公鸡、149只母鸡)的表型数据;
(2)表型数据整理及分析:利用R软件对步骤(1)收集到的表型数据进行统计和分析,包括最小值、最大值、平均值、标准差、变异系数(CV),结果如表2所示;
表2广西麻表型测定数据统计分析
(3)DNA提取及测序:采集试验鸡的血液,参考《分子克隆实验指南IV》中的酚仿法提取基因组DNA,通过紫外分光光度计检测DNA纯度,检测合格后送往北京诺禾致源科技股份有限公司进行全基因组重测序,测序平台为Illumina PE150,重测序的深度在5×以上,对测序下机数据进行过滤并获得有效信息,过滤标准主要有:1)过滤掉含有接头序列的reads;2)当单端测序read中N的含量超过该条read长度比例的10%时,去除此对pairedreads;3)当单端测序read中含有的低质量(<=5)碱基数超过该条read长度比例的50%时,去除此对paired reads。获得有效数据后,对其进行进一步的测序质量评估,检查错误率分布情况。测序错误率及准确度如表3所示。最后获得高质量数据量2782.6Gb。
表3广西麻鸡基因组DNA重测序结果统计
(4)基因组数据比对:通过生物信息分析软件BWA、SAMtools对测序获得的基因组数据进行比对及分析;对比参考基因组为鸡的第五版参考基因(GCA_000002315.3)(ftp://ftp.ensembl.org/pub/release-92/fasta/gallus_gallus/dna/),参数“mem -t 4 -k 32-M”;比对结果利用SAMtools软件的rmdup参数执行去除重复;群体样本平均比对率为98.75%,对基因组(排除gap区)的平均测序深度为8.12×,详细信息见表4;
表4广西麻鸡基因组数据比对结果统计
(5)SNP质控及过滤:利用SAMtools软件的mpileup模块进行群体SNP检测,检测时通过以下质控得到高质量的SNPs:1)将质量值Q20即测序错误率大于1%的SNPs过滤掉;2)若检测到两个SNP之间距离在5bp之内,将SNP去除;3)SNP的支持数(覆盖深度)需在平均深度的1/3到5倍之间。经过上述步骤,初步得到的11149026个SNP;再利用VCFtools对群体SNP信息进行初步过滤,过滤参数为“-meanDP 5 -thin 10”;转换为PLINK文件格式后,再通过PLINK进一步过滤,过滤参数为“-geno 0.1 -mind 0.1 -maf 0.05 -hwe 1e-6”。最后获得常染色体上的9207700个SNP用于后续的关联分析。
(6)全基因组关联分析(GWAS):利用GCTA软件进行主成分分析,随后利用GEMMA软件结合表型信息及基因组SNP信息进行关联分析,在某一性状内,剔除表型值离散在平均值±3倍标准差外的个体,主成分的前三个值以及性别作为协变量加入混合线性模型中,模型如下:
y=Wα+xβ+u+∈;u~MVNn(0,λτ-1K),∈~MVNn(0,τ-1In)
其中y为表型向量,W为固定效应矩阵,α为固定效应对应的系数向量,x为SNP标记向量,β为SNP标记的效应值,u为随机效应向量,∈为残差,τ-1为残差方差,λ为两个方差组分之间的比例,K为亲缘关系矩阵,In为单位矩阵;
(7)筛选并提取与广西麻鸡体尺性状相关的SNP分子标记:利用PLINK的“--indep-pairwise 25 5 0.2”参数获得基因组上独立的SNP位点数(1625298),以1/1625298作为多重检验阈值。通过R软件提取达到显著关联水平的位点,再从中优选得到41个SNP分子标记位点,这些位点的信息如表1所示,它们分别与广西麻鸡的体斜长、胸深、龙骨长、胫围、胫长相关联,这些位点可以用于广西麻鸡体尺性状的选育。
在广西麻鸡育种时,可以利用上述SNP分子标记,在其两侧翼的核苷酸序列上设计引物,在鸡3-4周龄时采集血液并提取基因组DNA,利用引物对待测广西麻鸡材料进行基因分型,保留带有目的性状基因型的个体,可以加快育种速度。
SEQUENCE LISTING
<110> 广西大学
<120> 基于全基因组测序筛选的与广西麻鸡体尺相关的SNP分子标记组合及应用
<130> JC
<160> 41
<170> PatentIn version 3.5
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<212> DNA
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caaaataaaa agacaacaac aacaacaatg aaaattgctt tatttctctg caaaatctga 60
tttgtagaag gcagggtgaa gagttcatat aggcatctar gcacatctca aacaaaataa 120
agctgattcc tacactgcac atgaacaaat gagagatgca tcccatcaga ctctcaacaa 180
atctgtcatt gtttaccatt 200
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agtagagttc tatgagagtt cttctgccag cagaacctcc ccacaaaacc atgatgtgat 60
cagaacattg catttctaat cttatgacaa tattttaacw taaatgacaa cacatgctaa 120
ggccattact gcgttttttt attccactgc tagatcaaga taaagagaat tgtgaaagtt 180
ctcacatgaa tacagatgtt 200
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ttgtgtccag ttctggaccc cccaacacaa gaaggacatg gagttgttgg agcaggtcca 60
gaggagggcc aagaagatga ttgaaggctg gagcacctcy cctatgagga caggctgaat 120
gatcaggggc tcttcagcct ggagaagaga aggctacagg ggaaccttat agtagccttc 180
cagtacctga aaggggccta 200
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acaaccacag ttctccctag tggaggtccg agatacagca gcgtggccag gcagcctcca 60
agctccactt tgttccccgc tgaggtgctg gtcaggggcs tcccagggtc atgtattggc 120
tttcctaaag gaaagcaggc cacacattaa accttcagag tctctccagt ctctcctcaa 180
aaatccagca aacctgagct 200
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catatttaat tatgaataca aatgctgatg aacaccttca caatttctca aaagcaatta 60
aatacattgt gtgcatagct actactgaaa tcaggtgaay taacaatcaa actcctgttc 120
tcttgtgaca tacttgcctg catccttgga tgccgaaaag tttctgtggt ggcactgaat 180
actcgcttct attcagatta 200
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cccaagtatt ttcatcctaa gggctaagaa gggttacaga tctgctgatg ttggaatgtc 60
atgcctgaat acggtttgat tgagcaatga gatattttcy caagatgcat cctggtgtga 120
acaagtgttt ccaaaaagct tgcagccatg tggacgtctg ttaagaagac agtaagttgg 180
tcatgcagca cccaactgga 200
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atggtatcag gaatatattg atcatcaata agttcaggca ttccaaataa cttccttagc 60
atatcttata tttctatgtt atttgttgat agttttgtcy actttctgct acttttgttc 120
atttcttact gaaactgact ttgatcttgc agatcaagag gcaaaattgg cttgttctct 180
tttaaatatc atagaatcat 200
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gataagcaaa tggaaaataa aataatccaa acaagatttc gaaagcgtca ggaaacttta 60
tttgcaatgt ataactctcc cgattcacca tatattcgay gacagtcttt gcaaatcaag 120
agacagcttg caagccttga tgaaactttt gtaagaaaaa agtcaatttc tgagaggaat 180
gctaagaaat ctgcaaagag 200
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agacaaaagt aggctacttt tgtgtatagt aggctataca aatgtcttca tcatttttta 60
aagctgattc aatccactgg ctgcatcagc tgaagttagr gtgtcactaa ggacaaagag 120
atgtgaaaag atgacagagc atggtcagta aaggatagga actgcttcag ccagtgtagc 180
tacagattgg caaatcttgg 200
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aggtccacct tatgtagaca gattttccca gtaaacaagt ttgactcagc acaagccctc 60
aggactgaaa taatccccac cccagtaact aagctctcak ctcactgggg aggtcaaaag 120
cttagaggta ttatcagtct gaatcaaaaa tattttccat gttacctatt gtattaacat 180
gagcatgacc gatgaaagtg 200
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aggtttggca gagcggcttt tgtgatcgtc acacagtact acatggaaaa ggatgtggat 60
catcccttgg agcagctctt gccagtaggt actggactcy cctagctaaa agcagctgta 120
gcaccttaaa gtgaccatat ttttcagtac cttcagctta cctaggagta tctttttatg 180
caattctgat cttcaactcc 200
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ggcaagcgag gaaggccggt ggaggaagtc aggggctgcc gagtgggctg tggtggtacc 60
agaaggatac tagatggcag cagaaaccgt gggatagacr gccgaacacc attaccagag 120
ataggcgcgt ttgtgttaat cacctcgtga aggattacga gttgtgccat ctgtggaata 180
caacgaaatc ttagcagtgt 200
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agcgaggaag gccggtggag gaagtcaggg gctgccgagt gggctgtggt ggtaccagaa 60
ggatactaga tggcagcaga aaccgtggga tagacggccs aacaccatta ccagagatag 120
gcgcgtttgt gttaatcacc tcgtgaagga ttacgagttg tgccatctgt ggaatacaac 180
gaaatcttag cagtgtttat 200
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ctgatgccta gggcaatgag cagccacagc atcttgccta ggatggacgc tgtgtaggga 60
gtgctgcagc tccctctgtt gatttttaag cagctcttar caaggatggt tgggctgtcc 120
atgtctgatg cattgtgaga atggcctgac agtgatattc acccaatgta atggtttctt 180
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tgcatttaag ctgataaaac aggaggagca gtcctcctcc catatgcact accatcctcc 60
ttgacctttg caacaatcct tcagccaatg gtacagtaay gcagaacagc ctgacactgg 120
cagaggacca tgtattccag agagcaaagg ttcaaacagg atttcaatga gaacagacca 180
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aatctaggca tgtgggtaca gaaatccatt attcacacac aaaggccagg ggcgtcattt 60
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aaagttggtt actagacagt tgcaagactt aatacaaatt gttaattaag taaaaaacaa 180
tgttatttcc ttgggttctg 200
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ttccaactca aacggttcta 200
Claims (4)
1.基于全基因组测序筛选的与广西麻鸡体尺相关的SNP分子标记组合,其特征在于,由41个SNP分子标记组成,所述SNP分子标记的编号分别为:chr1_173051199、chr18_6789547、chr5_9057482、chr9_1465000、chr13_12011704、chr7_14221818、chr20_6855843、chr20_6855833、chr1_140236388、chr3_106991876、chr1_3928153、chr2_25031773、chr21_4474810、chr2_35053816、chr2_145620601、chr2_35092014、chr2_35055351、chr2_24621607、chr1_87635499、chr2_35060628、chr1_87635384、chr2_35162257、chr1_142394935、chr2_131689371、chr1_142339473、chr3_33453658、chr1_141543178、chr3_88942987、chr5_31336967、chr6_1566777、chr4_81110925、chr4_76431041、chr4_83225233、chr4_81369074、chr4_50634640、chr18_4896463、chr18_4896467、chr2_127096845、chr1_79198478、chr4_40826514、chr3_102298328,核苷酸序列分别如SEQ IDNO.1~41所示,它们的信息如表1所示。
2.权利要求1所述的SNP分子标记组合在广西麻鸡体斜长、胸深、胸宽、龙骨长、胫围、胫长性状辅助育种中的应用。
3.利用分子生物学技术检测广西麻鸡基因型的方法,其特征在于,包括以下步骤:根据权利要求1所述的41个SNP分子标记位点两侧翼的核苷酸序列分别设计引物,利用引物对待测广西麻鸡材料进行基因分型,从而鉴定待测广西麻鸡的基因型。
4.权利要求3所述的方法在广西麻鸡体斜长、胸深、胸宽、龙骨长、胫围、胫长性状辅助育种中的应用。
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