CN114561478B - 检测mstrg.111777基因表达量的试剂在判断绵羊排卵情况中的应用及试剂 - Google Patents

检测mstrg.111777基因表达量的试剂在判断绵羊排卵情况中的应用及试剂 Download PDF

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Abstract

本发明涉及检测MSTRG.111777基因表达量的试剂在判断绵羊排卵情况中的应用及试剂,属于基因工程技术领域。本发明提供了检测MSTRG.111777基因表达量的试剂在判断绵羊排卵情况中的应用。本发明所述应用能够实现绵羊排卵情况的判断,实现绵羊多羔和单羔性状的区分。

Description

检测MSTRG.111777基因表达量的试剂在判断绵羊排卵情况中 的应用及试剂
技术领域
本发明涉及基因工程技术领域,具体涉及检测MSTRG.111777基因表达量的试剂在判断绵羊排卵情况中的应用及试剂。
背景技术
目前,我国绵羊养殖是集约化舍饲和半舍饲,虽然规模化养殖数量逐年增加,但发展速度缓慢,由于极高的饲养成本和缺乏标准化,使得羊肉不能优质优价,研究表明产羔数是最重要的繁殖性状,因此,培育多羔型的肉羊母本品种,建立杂交肥育体系已成为现在我国肉羊发展的迫切需求,也是育种的主要方向。绵羊产羔数性状为低遗传力性状,且绵羊世代间隔较长,普通的表型选择很难提高选择反应的效率。绵羊的产羔数性状在不同品种间存在明显差异,我国多数绵羊品种以产单羔为主,繁殖力较低,少数品种产多羔。例如,我国特有的小尾寒羊、湖羊等为高繁殖力品种;而蒙古羊、藏羊等以产单羔为主,产双羔的比例在5%以下。绵羊的产羔数是一个极其复杂的数量性状,受遗传、营养、激素以及表观遗传等调控。此外,绵羊发情周期包括卵泡期和黄体期,两个时期的转变是一个复杂而精细的过程,受到垂体激素(促卵泡素FSH、促黄体素LH)和很多细胞特异性基因产物的严格调控。因此鉴定参与激素调控的关键调控因子,有利于在分子水平筛选影响母羊多羔的候选蛋白质编码基因。
关于产羔数候选基因的挖掘,很多研究都只集中于蛋白质编码基因,然而非编码RNA在绵羊基因组占了很大一部分,其中以长链非编码RNA (lncRNA)为主。LncRNA是一种大于200个核苷酸但不编码蛋白的一类转录本,主要有基因间转录本、增强子RNA以及其他基因重叠的正义或反义转录本组成。大量实验证明lncRNA在生物体内发挥着重要功能,如在生物体内对蛋白和RNA分子进行顺式和反式调控,但也有研究证明某些lncRNAs可以编码一些小分子蛋白。LncRNA可以通过顺式作用影响临近基因的表达或染色质的结构。但对于顺式作用的lncRNA来说,目前的难点是如何准确地从将其从转录后的序列中识别。对于反式调控的lncRNA,它们可以在距离其转录位点很远的位置调控基因的表达或染色质的状态、影响细胞核的结构和组装、通过与其他RNA分子或蛋白分子互作并调控其后续活动。LncRNA在生殖激素方面的研究,大部分是关于具有核受体的类固醇激素。但FSH和LH受体都是G蛋白偶联受体,并且在细胞中的信号传导过程中呈现级联放大效应,但还没有文献详细解释lncRNA对FSH和LH信号转导的作用。此外,许多lncRNAs的胞质定位以及其参与的生命活动都表明lncRNA有调节激素分泌的功能。
近年来对产羔数性状的研究取得了一些进展,但相关分子机制仍不清楚,因此找到影响绵羊产羔数的候选基因并解析相关分子机制显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供检测MSTRG.111777基因表达量的试剂在判断绵羊排卵情况中的应用及试剂。本发明所述应用能够实现绵羊排卵情况的判断,实现绵羊多羔和单羔性状的区分。
本发明提供了检测MSTRG.111777基因表达量的试剂在判断绵羊排卵情况中的应用,所述MSTRG.111777基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
优选的是,当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期上调,代表绵羊排卵数多;当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期下调,代表绵羊排卵数少。
本发明还提供了检测MSTRG.111777基因表达量的试剂在判断绵羊多羔或单羔中的应用,所述MSTRG.111777基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1 所示。
优选的是,当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期上调,代表绵羊倾向于多羔;当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期下调,代表绵羊倾向于单羔。
本发明还提供了检测MSTRG.111777基因和其靶基因MMP11的表达量的试剂在判断绵羊排卵情况中的应用,所述MSTRG.111777基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
优选的是,当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期上调,且靶基因MMP11的表达量在卵泡期相对于黄体期下调,代表绵羊排卵数多;当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期下调,且靶基因MMP11的表达量在卵泡期相对于黄体期上调,代表绵羊排卵数少。
本发明还提供了检测MSTRG.111777和其靶基因MMP11的表达量的试剂在判断绵羊多羔或单羔中的应用,所述MSTRG.111777基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
优选的是,当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期上调,且靶基因MMP11的表达量在卵泡期相对于黄体期下调,代表绵羊倾向于多羔;当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期下调,且靶基因MMP11的表达量在卵泡期相对于黄体期上调,代表绵羊倾向于单羔。
本发明还提供了一种检测MSTRG.111777基因表达量的试剂,所述试剂包括引物,所述引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.2和SEQ ID NO.3所示。
本发明还提供了一种检测靶基因MMP11表达量的试剂,所述试剂包括引物,所述引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.4和SEQ ID NO.5所示。
本发明提供了检测MSTRG.111777基因表达量的试剂在判断绵羊排卵情况中的应用及试剂。以单羔和多羔的小尾寒羊垂体为研究对象,采用转录组学技术对垂体组织中的lncRNA进行测序分析,比较不同时期中lncRNA的差异表达情况,利用靶基因预测等生物信息学方法筛选出调控产羔数的lncRNA及其靶基因,最终本发明提供了绵羊产羔数性状的相关基因 MSTRG.111777。本发明所述应用能够实现绵羊排卵情况的判断,实现绵羊多羔和单羔性状的区分。
附图说明
图1为本发明提供的唯一比对序列在基因组各区域分布图;
图2为本发明提供的novellncRNAs结果统计图;
图3为本发明提供的PFvs.PL中差异表达mRNAs和lncRNAs结果图;
图4为本发明提供的PFvs.MF中差异表达mRNAs和lncRNAs结果图;
图5为本发明提供的PLvs.ML中差异表达mRNAs和lncRNAs结果图;
图6为本发明提供的MFvs.ML中差异表达mRNAs和lncRNAs结果图;
图7为本发明提供的差异表达mRNA聚类图;
图8为本发明提供的差异表达lncRNA聚类图;
图9为本发明提供的结PFvs.PL中的lncRNA-mRNA互作图;
图10为本发明提供的MFvs.ML中的lncRNA-mRNA互作图;
图11为本发明提供的PFvs.MF中的lncRNA-mRNA互作图;
图12为本发明提供的PLvs.ML中的lncRNA-mRNA互作图;
图13为本发明提供的实时荧光定量PCR结果。
具体实施方式
本发明提供了检测MSTRG.111777基因表达量的试剂在判断绵羊排卵情况中的应用,所述MSTRG.111777基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。在本发明中,当MSTRG.111777的表达量在卵泡期相对于黄体期上调,代表绵羊排卵数多;当MSTRG.111777的表达量在卵泡期相对于黄体期下调,代表绵羊排卵数少。
本发明还提供了检测MSTRG.111777基因表达量的试剂在判断绵羊多羔或单羔中的应用,所述MSTRG.111777基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1 所示。在多羔中,MSTRG.111777基因在卵泡期上调(相对于黄体期),在单羔中MSTRG.111777基因在卵泡期下调(相对于黄体期)。MSTRG.111777 基因在多羔中显著差异表达,而在单羔中并未显著差异表达,但是是下调。试验结果表明,通过MSTRG.111777基因表达量的检测,可以实现绵羊多羔或单羔性状的判断。
在本发明中,当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期上调,代表绵羊倾向于多羔;当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期下调,代表绵羊倾向于单羔。
本发明还提供了检测MSTRG.111777基因和其靶基因MMP11的表达量的试剂在判断绵羊排卵情况中的应用,所述MSTRG.111777基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。在本发明中,所述靶基因MMP11的核苷酸序列信息如下:>ref|NC_019474.2|:70485322-70491800Ovis aries breed Texel chromosome 17,Oar_v4.0,whole genome shotgun sequence。试验(RNA-seq 结果和RT-qPCR)结果表明,MSTRG.111777反式作用于其靶基因MMP11。
在本发明中,当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期上调,且靶基因MMP11的表达量在卵泡期相对于黄体期下调,代表绵羊排卵数多;当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期下调,且靶基因MMP11的表达量在卵泡期相对于黄体期上调,代表绵羊排卵数少。
本发明还提供了检测MSTRG.111777和其靶基因MMP11的表达量的试剂在判断绵羊多羔或单羔中的应用,所述MSTRG.111777基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
在本发明中,当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期上调,且靶基因MMP11的表达量在卵泡期相对于黄体期下调,代表绵羊倾向于多羔;当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期下调,且靶基因MMP11的表达量在卵泡期相对于黄体期上调,代表绵羊倾向于单羔。
本发明还提供了一种检测MSTRG.111777基因表达量的试剂,所述试剂包括引物,所述引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.2和SEQ ID NO.3所示。
本发明还提供了一种检测靶基因MMP11表达量的试剂,所述试剂包括引物,所述引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.4和SEQ ID NO.5所示。
下面结合具体实施例对本发明所述的检测MSTRG.111777基因表达量的试剂在判断绵羊排卵情况中的应用及试剂做进一步详细的介绍,本发明的技术方案包括但不限于以下实施例。
实施例1
试验分组
在山东省郓城的小尾寒羊保种核心产区,选择12只体尺、体况相似的小尾寒羊经产母羊,其中6只连续三胎产羔数大于2的小尾寒羊做为多羔组, 6只连续三胎产羔数小于2的小尾寒羊做为单羔组,详见表1。这些母羊的年龄约3岁,体重约70公斤。在春季,对所有选定的试验母羊利用CIDR (300mg孕酮)放置于阴道12天,实施同期发情。在不摄入外源性激素的情况下,肌内注射5mL维生素AD以保护阴道上皮粘膜。在实验期间保证自由采食和饮水。对撤栓后第45小时卵泡期的3只单羔和多羔小尾寒羊母羊屠宰后收集垂体;同时收集撤栓后第216小时黄体期的3只单羔和多羔小尾寒羊母羊垂体。取样后的垂体组织迅速放入-80℃液氮中保存。试验组分为4组,包括多羔卵泡期(Polytocous sheep in thefollicular phase,PF),多羔黄体期(Polytocous sheep in the luteal phase,PL),单羔卵泡期(Monotocous sheep in the follicular phase,MF),单羔黄体期(Monotocoussheep in the luteal phase,ML)。
表1小尾寒羊产羔数
样品名称 平均窝产羔数
单羔 1.22±0.15a(6)
多羔 2.5±0.15b(6)
表注:ab表示P<0.01
实施例2
RNA提取、建库及测序
使用TRIzol试剂(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA,United States) 提取垂体的总RNA,提取后的由Nano分光光度计(IMPLEN, WestlakeVillage,CA,美国)和/>RNA分析试剂盒(Thermo Fisher Scientific)分别检测总RNA纯度和浓度,安捷伦2100 RNA Nano 6000 Assay Kit测定RNA的RIN值。各个样品的OD260/280两者比值在1.8~2.1之间、 RIN≥7,表明RNA完整性和质量均较好,符合上机测序要求,检测结果详见表2。
表2总RNA纯度、浓度、完整性
每个垂体样本取3μg总RNA为起始量构建mRNA和lncRNA文库,其中总RNA中的rRNA使用Ribo-ZeroTM GoldKits(Epicentre,美国)去除。Index标签建库根据NEB Next UltraDirectional RNA Library Prep Kit for Illumina(NEB,Ipswich,美国)的说明书进行。随后,构建好的文库在Hiseq X(Illumina,SanDiego,CA,美国)上进行测序,基于链特异性文库构建策略计算各种转录本(mRNA、已知lncRNA和新lncRNA)的数量和类型。
实施例3
数据分析及qRT-PCR验证
1.数据质量控制和组装
使用bcl2fastq(v.2.17.1.14)处理Illumina高通量测序文件,将原始图像文件转换为基于碱基判读技术的原始测序数据,即rawreads。为得到高质量的reads,Perl脚本用于过滤rawreads。步骤包括:1)有接头污染的reads,主要指污染碱基数大于5bp的reads。2)低质量reads(Phred Quality Score<5%)。3)含未知碱基数大于5%的reads。4)匹配到rRNA的reads。Phred Quality Score代表不同碱基测序错误率,例如Q20,Q30分别表示碱基测序错误率分别为1%和0.1%。利用HiSAT2(v2.0.5)将过滤后的clean reads比对到绵羊参考基因组(Oarv.4.0),比对结果如表3。将比对后的reads利用StringTie(v1.3.2d)进行转录组组装。HiSAT2运行的参数调整为“-rna-strandness RF”和“-dta-t-p4”,StringTie参数调整为“-Gref.gtf-rf-1”,其他参数设置为默认值。
质控的结果如表3所示,每个库的clean reads超过10G数据量,相应的高质量reads所占比率、Q30比率分别高于96.68%、91.24%。除去比对到rRNA 上的reads,12个库比对到绵羊参考基因组的最小值为92.66%,其中唯一比对reads占比最小值为88.27%,表明测序数据质量良好,可用于后续数据分析。
表3测序数据概述
2.鉴定潜在lncRNA
为了降低假阳性率,候选lncRNA的筛选分为两步,一是根据reads的位置(内含子lncRNA、基因间lncRNA和反义lncRNA),二是计算编码潜力。1)保留长度大于200bp、外显子数大于2、read覆盖度大于5的转录本。 2)利用gffcompare(v.0.10.1)将组装文件与已知的转录本注释文件进行比较,去除已知mRNA和其他非编码RNA(rRNA、tRNA、snoRNA等),从而筛选出新的转录本。3)保留class_code为“i”、“x”、“u”、“j”或“o”的转录本。其中“i”为潜在的内含子lncRNA,“x”为潜在的反义lncRNA、“u”为潜在的基因间lncRNA、“j”为具有多个参考转录本剪接点的潜在新亚型、“o”为与参考转录本重叠的基因内含子。4)分别利用CNCI、CPC、Pfam和CPAT 预测候选lncRNAs的编码潜力,取上述4种工具预测结果的交集以获得潜在的候选lncRNA。CNCI可以不依赖于已知的RNA注释信息来进行预测,而是通过分析相邻的核苷酸三联体来区分编码-非编码转录本,CNCI运行的参数调整为“--score0--length199--exon_num2”。CPC计算蛋白质编码潜力,包括通过blastx将转录本与已知蛋白质数据库进行比较,并根据每个转录本编码框的生物学序列特征评估转录本编码潜力。CNCI和CPC的鉴定标准为, score小于0的为lncRNA。基于UniProt数据库,Pfam使用Pfam_scan对转录本进行筛选,以获得具有已知蛋白质结构域的转录本。当E值≥0.001时,转录本可被鉴定为非编码RNA。CPAT(CPAT,v.1.2.1)构建逻辑回归模型,基于四个特征ORF长度和覆盖度、Fickett TESTCODE statistic和hexamer usage bias来判断转录本编码能力。
根据lncRNA的位置,可以分为三种类型:基因间、内含子和外显子(图 1,其中,PP是指多羔,MM是指单羔;中间F和L分别指卵泡期和黄体期;最后的P指垂体组织;如PP_F_P1:多羔卵泡期的垂体组织1,PP_F_P2:多羔卵泡期的垂体组织2,PP_F_P3:多羔卵泡期的垂体组织3)。15.17%的 lncRNA分布在基因间区域,42.85%的lncRNA与内含子重叠,41.98%的lncRNA与外显子重叠。CNCI、CPC、Pfam、CPAT鉴定候选lncRNA的交叉结果,共同筛选出12934个新的lncRNA(图2)。
3.lncRNA和mRNA差异表达分析
基因转录为mRNA的数量用以衡量基因表达水平。基于参考GFT文件和HiSAT BAM文件,HTSeqPython(v.0.6.1)计算read counts,并且其运行参数调整为“-Igene_id-fbam-s”和“reverse-a10-q”运行。由于每个试验组有三个生物学重复,本发明采用DEseq2软件包计算log2(fold change)和p 值以筛选出差异表达mRNA和lncRNA。DEseq2(v.1.28.1)是基于负二项分布模型,对原始counts值做差异分析,表达量的校正方法是TPM。同时, log2(foldchange)>1和padj<0.05为鉴定显著差异表达mRNAs和lncRNAs 的阈值。StringTie(v.1.3.2d)用以计算每千个碱基的转录每百万映射读取的片段数(FPKM)。随后的系统聚类分析是基于每个mRNA和lncRNA的log2 (FPKM)值,并通过pheatmap(v.1.0.2)分析不同文库之间的相似性和关联性,分析方法包括皮尔逊相关性和欧几里德距离方法。
基于log2(fold change)>1和padj<0.05,在PF和PL中,筛选出78 个差异表达mRNAs(37个上调和41个下调)和41个差异表达lncRNAs(26 个上调和15个下调)(图3);在PF和MF中,筛选出32个差异表达mRNAs (20个上调和12个下调)和26个差异表达lncRNAs(15个上调和11个下调)(图4);在PL和ML中,筛选出16个差异表达mRNAs(9个上调和7 个下调)和29个差异表达lncRNAs(9个上调和20个下调)(图5);在MF 和ML中,筛选出50个差异表达mRNAs(19个上调和31个下调)和18 个差异表达lncRNAs(9个上调和9个下调)(图6)。在多羔绵羊中垂体中的差异表达mRNA与lncRNA的表达趋势分别在卵泡期和黄体期发生了改变,暗示着多羔绵羊中的转录本表达发生了变化(图7、图8,其中,PP是指多羔,MM是指单羔;中间F和L分别指卵泡期和黄体期;最后的P指垂体组织)。其中,相较于黄体期,MSTRG.111777表达量在卵泡期上调(图8)。
4.差异表达lncRNA的靶基因预测和互作图的构建
lncRNAs与候选的蛋白质编码基因间的互作关系是根据它们之间的距离和表达相关性来预测的,包括顺式和反式作用。与lncRNA(上游和下游 100Kb)相邻的蛋白质编码基因被确定为潜在的顺式靶基因。通过mRNA表达和lncRNA表达之间的斯皮尔曼相关系数(corr>=0.95)鉴定潜在的反式靶基因。根据差异表达lncRNA与靶基因之间的互作关系,本发明使用 Cytospace(v.3.8.0)绘制lncRNA-mRNA互作网络图,该软件运行参数调整为“layout=“attribute circle layout”。
为了进一步揭示小尾寒羊垂体lncRNAs的潜在生物学功能,本研究构建了lncRNAs与靶基因相互作用的网络图。在PFvs.PL中,12个已知lncRNA 靶向86个基因,28个新lncRNA靶向186个基因(图9);在MFvs.ML中, 2个已知lncRNAs靶向8个基因,15个新lncRNAs靶向75个基因(图10);在PFvs.MF中,2个已知lncRNA靶向4个基因,21个新lncRNA靶向113 个基因(图11);在PLvs.ML中,6个已知lncRNAs靶向19个基因,21 个新lncRNAs靶向132个基因(图12)。
通过分析,本发明在PFvs.PL中寻找到MSTRG.111777反式作用于靶基因MMP11。RNA-seq数据表明,通过不同时期比较发现MSTRG.111777 在卵泡期高表达,而MMP11在卵泡期低表达,推测MSTRG.111777可能抑制MMP11表达量。
5.RT-qPCR验证
本试验收集3只多羔卵泡期、3只多羔黄体期的小尾寒羊垂体组织,对 RNA-seq中差异表达lncRNA MSTRG.111777和差异表达基因MMP11进行 PCR检测。内参为β-actin。采用PrimerPremier5设计引物,并交由北京擎科生物科技有限公司合成引物(表4)。参照PrimeScriptTMRT reagent Kit with gDNA Eraser(Takara,北京,中国)的说明书,将1μgRNA反转录为cDNA,并稀释4倍(表5)。随后按照TBPremix Ex TaqTMII(Takara,北京,中国)说明书配置PCR体系,并使用/>3(ABI,美国)检测TB Green的荧光强度,达到对目的基因的准确定量(表6)。所有基因和lncRNA 进行三个技术重复。通过2-ΔΔCt方法分析这些基因和lncRNA在各个样本之间的相对表达量,数据表示为平均数±标准误(Mean±SEM)。
表4引物序列
表5反转录体系
表6 PCR体系
结果表明,相对于黄体期试验组,lncRNA MSTRG.111777在卵泡期组的垂体组织中显著上调表达,表达量约为黄体期组的1.5倍,靶基因在黄体期组显著上调表达,表达量约为卵泡期组的2.6倍(图13)。定量结果与 RNA-seq结果一致,进一步验证MSTRG.111777可能抑制MMP11表达量。
7.表型验证
在卵泡期,利用腹腔内窥镜观测6只MSTRG.111777高表达而MMP11 低表达、6只MSTRG.111777低表达而MMP11高表达(MSTRG.111777低表达是指相对于黄体期(撤栓后的第216小时),MSTRG.111777在卵泡期低表达;同理,其它所述的高表达或低表达,指的都是卵泡期相对于黄体期的表达情况)的小尾寒羊黄体数(排卵数),并记录排卵前的优势卵泡个数和母羊的产羔数。
由表7可知,MSTRG.111777高表达而MMP11低表达母羊的卵泡个数显著高于MSTRG.111777低表达而MMP11高表达母羊(P≤0.05);由表 8可知,MSTRG.111777高表达而MMP11低表达母羊在一胎、第二胎和总体的产羔数均显著高于MSTRG.111777低表达而MMP11高表达母羊(P≤ 0.05)。
表7不同组小尾寒羊母羊撤栓45h优势卵泡数量比较(Means±S.E.)
样品名称 卵泡数(个)
MSTRG.111777低表达而MMP11高表达 1.50±0.34b(6)
MSTRG.111777高表达而MMP11低表达 2.33±0.21a(6)
注:同一列肩标大写字母不同,则差异显著(P≤0.05)
表8不同组小尾寒羊母羊产羔数比较Means±S.E.)
注:同一列肩标大写字母不同,则差异显著(P≤0.05)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
序列表
<110> 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所
<120> 检测MSTRG.111777基因表达量的试剂在判断绵羊排卵情况中的应用及试剂
<160> 7
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 873
<212> DNA
<213> 绵羊(Ovis aries)
<400> 1
gtcaaaggct ttgggagtcc taactcatgc agctctcgcc atcctcttag gcaggggccc 60
gaagaaggga ccaccatcat ggaccctgtg ccaggcaaag gcccattttg tatcctctca 120
gctgccctct gcatgaggct cctcagactt cctggactca ctttctagat gaaggttcag 180
agtggagcct tctccactct gatttccaga tttccagctc agcttttgca ctgtttccct 240
tgcctgcatc tcactgcctt catgtccctg cctctggccc gaggaagacc ccgaggctga 300
gggagggaaa tgatctagat tgactggcac agccagggaa aggtacatct aggattggaa 360
tccagagttg accccacact gtactcctcc tgctcccaga cattaccgcc atgaagcaca 420
gattcagata ttcgggcctt cagggctcca tgtctaccca gaggtcccca tacctgtacg 480
gctgtgcctc ggaaatgaac ttgcgctgct ccagaggccc tgcgctggct cggagttcct 540
tcaccaccac ctgggccggg gtgtagtcgg agaaaatctc tcccaggatc acctgctcga 600
ggaggaccca ggaatcagtg cctggggatt ccccagcccc atcccaggga gtgccctcca 660
ccccaccgta tggctcccaa cttccctctc ctttccagcc tcttctttca actcccacca 720
ccctcatatc cccaccagac acagggtggg agactcacag gcccagagtc cgatggacgc 780
agggacgggt ggaaggatgg acagacggac gcgtggagag ccggatggcg aggcggagtg 840
gtcaatggag tgaggaggga ggcgctgacc gac 873
<210> 2
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
cgtatggctc ccaacttccc 20
<210> 3
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
tccattgacc actccgcctc 20
<210> 4
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
cgtcacgcca ctcaccttca ct 22
<210> 5
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 5
ggaggtctgt gccctggttg tc 22
<210> 6
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 6
ccaaccgtga gaagatgacc 20
<210> 7
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 7
cccgaggcgt acagggacag 20

Claims (5)

1.检测MSTRG.111777基因和其靶基因MMP11的表达量的试剂在判断绵羊排卵情况中的应用,所述MSTRG.111777基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期上调,且靶基因MMP11的表达量在卵泡期相对于黄体期下调,代表绵羊排卵数多;当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期下调,且靶基因MMP11的表达量在卵泡期相对于黄体期上调,代表绵羊排卵数少。
3.检测MSTRG.111777基因和其靶基因MMP11的表达量的试剂在判断绵羊多羔或单羔中的应用,所述MSTRG.111777基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期上调,且靶基因MMP11的表达量在卵泡期相对于黄体期下调,代表绵羊倾向于多羔;当MSTRG.111777基因的表达量在卵泡期相对于黄体期下调,且靶基因MMP11的表达量在卵泡期相对于黄体期上调,代表绵羊倾向于单羔。
5.一种检测MSTRG.111777基因表达量的试剂,其特征在于,所述试剂包括引物,所述引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.2和SEQ ID NO.3所示。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110029178A (zh) * 2019-05-27 2019-07-19 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 与绵羊单胎多羔性状相关的snp分子标记及其检测引物组、检测试剂盒和应用
CN112961856A (zh) * 2021-03-05 2021-06-15 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 羊卵巢成熟相关的基因及其应用
CN113278709A (zh) * 2021-05-27 2021-08-20 贵州省种畜禽种质测定中心 贵州黑山羊多羔主效基因应用及引物对和试剂盒
KR20210110073A (ko) * 2020-02-28 2021-09-07 차의과학대학교 산학협력단 난소 예비력 바이오마커 및 이의 용도

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050148505A1 (en) * 2003-01-03 2005-07-07 Ji Tae H. Genes and agents to regulate follicular development, ovulation cycle and steriodogenesis
US20130267770A1 (en) * 2012-04-08 2013-10-10 Wisconsin Alumni Research Foundation Genetic testing for improved cattle fertility
CN107881249B (zh) * 2017-12-18 2020-05-15 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 lncRNA及其靶基因在选育高品质畜禽品种中应用
KR102089559B1 (ko) * 2018-08-31 2020-03-16 차의과학대학교 산학협력단 난소의 fsh에 대한 반응성의 진단 또는 예측용 바이오마커 및 이의 용도

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110029178A (zh) * 2019-05-27 2019-07-19 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 与绵羊单胎多羔性状相关的snp分子标记及其检测引物组、检测试剂盒和应用
KR20210110073A (ko) * 2020-02-28 2021-09-07 차의과학대학교 산학협력단 난소 예비력 바이오마커 및 이의 용도
CN112961856A (zh) * 2021-03-05 2021-06-15 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 羊卵巢成熟相关的基因及其应用
CN113278709A (zh) * 2021-05-27 2021-08-20 贵州省种畜禽种质测定中心 贵州黑山羊多羔主效基因应用及引物对和试剂盒

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Exploring the roles of fecundity-related long non-coding RNAs and mRNAs in the adrenal glands of small-tailed Han Sheep;Qing Xia等;《BMC Genetics》;第21卷(第1期);第39页 *
FecB突变对绵羊发情表型及格拉夫卵泡颗粒细胞中ESR1和ESR2基因表达的影响;郭晓飞;王翔宇;张金龙;李义海;储明星;张效生;;黑龙江畜牧兽医(第18期);第39-43页 *
PREDICTED: Ovis aries matrix metallopeptidase 11 (MMP11), mRNA,ACCESSION:XM_027956833;NCBI Genbank;NCBI;第1-2页 *
发情相关基因在小尾寒羊性腺轴组织中的表达分析;陈玉林等;《安徽农业科学》;第49卷(第21期);第105-109页 *
绵羊 MMP-2 基因多态性与产羔数的关联分析;陈思等;《中国草食动物科学》;第40卷(第3期);第12-16页 *

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