CN114717338A - 一种湖羊slc27a6基因snp的检测方法及其在肉质性状早期筛选中的应用 - Google Patents

一种湖羊slc27a6基因snp的检测方法及其在肉质性状早期筛选中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种湖羊SLC27A6基因SNP的检测方法及其在肉质性状早期筛选中的应用。本发明通过湖羊组织DNA的提取、iMLDR技术进行分型、等位基因频率与基因型频率计算，以及将湖羊背最长肌脂肪酸百分比与SLC27A6基因突变位点g.504G>C进行关联分析，揭示了该位点的多态性及所存在的与脂肪酸表型显著相关的分子标记，为通过标记辅助选择选育优异肉品质的绵羊新品系提供依据。

Description

一种湖羊SLC27A6基因SNP的检测方法及其在肉质性状早期筛 选中的应用
技术领域
本发明属于分子遗传学检测及育种领域，具体涉及利用DNA混池测序检测出的湖羊SLC27A6基因单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)位点，并结合荧光多重酶连接反应(Improved multiplex ligation detection reaction,iMLDR)技术对该位点进行基因分型及利用分型结果与脂肪酸百分比进行关联性分析。
背景技术
SNP广泛存在于基因组中，大约每300bp的序列长度就会出现一个SNP。SNP根据突变发生位置可分为编码区SNP和非编码区SNP，前者主要通过影响蛋白质的结构，进而对表型产生影响。目前筛选重要性状相关的SNP在遗传改良等方面具有重要作用。iMLDR技术是一种新型高通量SNP基因分型技术，该技术具有分型准确率高、成本低、速度快、可同时检测多个SNP位点等优势。
脂肪酸是影响肉品质重要的属性之一，其含量和组成决定了脂肪的质地特性以及肌肉的氧化稳定性，影响肉的风味、嫩度、保质期等，同时脂肪酸是机体的主要能量来源。脂肪酸按照碳链饱和程度分为饱和脂肪酸(Saturated fatty acid,SFA)、单不饱和脂肪酸(Monounsaturated fatty acids,MUFA)、多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fattyacids,PUFA)。SFA可致使羊肉产生膻味，并能增加人体患心血管疾病的风险，SFA中的己酸(C6:0)、辛酸(C8:0)、癸酸(C10:0)是导致羊肉产生膻味的主要脂肪酸，其中C10:0占主导作用；MUFA与肉香味和整体可接受程度呈正相关关系，MUFA还具有降低血糖、血脂、胆固醇水平等功能，油酸(C18:1n9c)是机体内含量最高的一种MUFA，可降低低密度脂蛋白(Lowdensity lipoprotein,LDL)和胆固醇水平；PUFA中的n-6PUFA和n-3PUFA是人体的必须脂肪酸，与人体健康紧密相关，且人体自身合成，只能从食物中获取，PUFA对炎症、高血压、缺血性中风、外周动脉疾病和动脉粥样硬化具有有利影响。
脂肪酸转运蛋白6(Solute carrier family 27 member 6,SLC27A6)是一种膜相关的脂肪酸结合蛋白，促进长链脂肪酸的吸收，同时还参与脂肪酸的跨膜转运和脂质代谢。Massimo等人研究发现，SLC27A6作为牛乳腺组织中的一种跨膜蛋白，可将游离脂肪酸(C16:0、C18:1n9c、C20:4n6、C24:0)从血液转运到牛乳腺细胞。沈子亮等对奶牛乳腺上皮细胞中的SLC27A6干扰后，SLC27A6的mRNA和蛋白质表达量均减少，同时脂肪酸转运及脂肪氧化相关基因(ACSL4、CD36、CPT1A)的mRNA表达量也减少，PPARG、FABP3、FADS2基因的mRNA表达量升高，此外，乳腺上皮细胞中C16:0、C18:0的含量降低，C18:1n9c、C20:4n6的含量升高。Nafikov等人研究发现，SLC27A6基因中的SNPs(g.70916T/C、g.67847T/C、g.16048G/C、g.15975T/C、g.15740A/C、g.390C/T、g.242A/T)与牛奶中的SFA、UFA、MUFA及SFA:UFA的值显著相关，同时SLC27A6基因中的单倍型H3(G1C2G3T4C5C6T7)与较低的SFA及较高的UFA显著相关。
尽管SLC27A6在脂肪酸运输及脂质代谢中发挥重要作用，但目前尚无绵羊SLC27A6基因中的SNP影响脂肪酸表型的相关报道，缺乏能够用于对绵羊脂肪酸表型进行选育，并全面提升肉品质的分子标记。
发明内容
本发明的目的在于提供一种湖羊SLC27A6基因SNP的检测方法及其在肉质性状早期筛选中的应用。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种检测湖羊SLC27A6基因单核苷酸多态性的方法，包括以下步骤：
以提取的湖羊基因组DNA为模板进行PCR扩增，对扩增产物包含的单核苷酸多态性位点进行基因分型，所述单核苷酸多态性位点为位于SLC27A6基因上的突变位点g.504G>C(参考序列为NC_056058.1)。
优选的，所述PCR扩增的引物为：
上游引物：5’-ATTGAGTTGTAAGACAGGGCACA-3’
下游引物：5’-TACGCTGCTTAGGAGGAATGAG-3’。
优选的，所述PCR扩增采用的反应体系包括30ng/μL模板1μL以及10pmol/μL上游引物和10pmol/μL下游引物各0.5μL；PCR扩增采用的反应程序为：95℃预变性4min；94℃变性30s，63.8℃退火60s，72℃延伸90s，共34个循环；72℃再延伸9min。
优选的，所述基因分型采用iMLDR技术。
优选的，所述基因组DNA采用酚-氯仿法提取自睾丸组织。
优选的，所述突变位点是通过DNA混池测序确定的。
一种检测湖羊SLC27A6基因单核苷酸多态性的试剂盒，该试剂盒包括用于扩增SLC27A6基因单核苷酸多态性位点的引物(例如上述上游引物和下游引物)，所述单核苷酸多态性位点为位于SLC27A6基因上的突变位点g.504G>C(参考序列为NC_056058.1)。
上述检测湖羊SLC27A6基因单核苷酸多态性的方法在绵羊标记辅助选择育种中的应用。
绵羊SLC27A6基因突变位点g.504G>C(参考序列为NC_056058.1)及其检测试剂在绵羊标记辅助选择育种中的应用。
优选的，具有GG基因型的个体在肉质性状上较优(例如GG基因型的个体C20:3n6、C20:3n3、C22:6n3的百分比在三种基因型中最高，C22:0百分比在三种基因型中最低)。
本发明的有益效果体现在：
本发明通过对湖羊SLC27A6基因上一个新的SNP位点(位于基因突变位点g.504G>C)进行基因分型，以及根据关联性分析所揭示的该位点与脂肪酸百分比的显著相关性，发现了SLC27A6基因上这一多态性位点中可以作为影响脂肪酸组成及含量的分子标记(SNP标记)，为提高绵羊(例如湖羊)肉品质的分子育种和肉质改良提供重要的科学依据，从而加快优异肉品质的绵羊新品系的选育。
进一步的，本发明通过PCR高温(94℃)变性、低温(63.8℃)退火，使提取自湖羊睾丸组织的基因组DNA双链解开，同时有利于延伸；而采取34次循环，能扩增出足够数量的DNA，以便用于DNA混池测序。
附图说明
图1为湖羊SLC27A6基因突变位点g.504G>C附近区域的PCR扩增产物的电泳图。
图2为湖羊SLC27A6基因突变位点g.504G>C的测序峰图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。所述实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的保护范围的限制。
1、利用DNA混池测序检测获得湖羊SLC27A6基因SNP位点
S1样品选取
于2018年8月至2021年8月共采集来自民勤德福农业科技有限公司(甘肃省武威市民勤县)相同饲养条件下的1037只(5批次)6月龄健康湖羊的睾丸组织及背最长肌组织，并测定背最长肌组织的脂肪酸组成及含量。
S2构建DNA混池
a)使用酚-氯仿法提取1037只湖羊个体睾丸组织基因组DNA，具体步骤如下：
I)取10mg研磨好的睾丸组织粉末于2mL离心管中；
II)分别加入750μL组织裂解液和10μL的10mg/mL蛋白酶K，颠倒混匀，在55℃水浴锅中孵育15个小时；
III)孵育完成后冷却至室温，加入800μL的Tris饱和酚，冰上摇动15min，12000r/min离心10min，转移800μL上清液至新的2mL离心管中；
IV)分别加入500μL的Tris饱和酚和500μL的氯仿，冰上摇动15min，12000r/min离心10min，将上清液转移至新的2mL离心管中；
V)加入1mL的氯仿，冰上摇动15min，12000r/min离心10min，将上清液转移至新的1.5mL离心管中；
VI)加入1mL在-20℃冰箱预冷的无水乙醇，轻轻晃动至沉淀析出，在-20℃冰箱放置30min，12000r/min离心10min，弃上清；
VII)加入1mL的70％乙醇，轻轻晃动10min，12000r/min离心10min，弃上清；
VIII)重复操作步骤Ⅶ)，将离心管打开，放在超净工作台干燥至乙醇挥发完，加入200μL的灭菌水，在4℃冰箱过夜溶解DNA。
IX)通过
Figure BDA0003664863200000041
分光光度计检测DNA的浓度和纯度，OD260/280的值在1.8-2.0之间表明DNA质量良好，将DNA在-80℃冰箱保存。
b)1037个DNA样本经质检合格后，随机选择165个DNA样本，统一稀释至30ng/μL，每15个DNA样本构建1个混池，共构建11个DNA混池。
S3 PCR扩增
根据NCBI公布的绵羊SLC27A6基因组序列(NC_056058.1)作为参考，利用Primer-Blast在线软件设计能够扩增SLC27A6基因外显子1区域的PCR特异性引物，引物序列如下：
上游引物SLC27A6-F：5’-ATTGAGTTGTAAGACAGGGCACA-3’
下游引物SLC27A6-R：5’-TACGCTGCTTAGGAGGAATGAG-3’
反应体系(25μL)：12.5μL Mix、10.5μL ddH2O、上游引物(10pmol/μL)和下游引物(10pmol/μL)各0.5μL，以及1μL模板(30ng/μL DNA混池)。
反应程序：95℃预变性4min；94℃变性30s，63.8℃退火60s，72℃延伸90s，共34个循环；72℃再延伸9min。
将PCR产物进行电泳，结果如图1所示，可见除Marker泳道，其右侧各DNA混池泳道均扩增出目标片段(大小为302bp)。
S4 PCR产物测序与突变位点基因分型
将S3中由DNA混池扩增出的PCR产物进行双向测序，根据如图2所示的测序峰图发现了一个位于绵羊SLC27A6基因上的突变位点g.504G>C(参考序列为NC_056058.1)；
将质量检测合格后的1037个DNA样本统一稀释至30ng/μL，分装至200μL的离心管中，并提供待定SNP位点(即g.504G>C)在基因组序列上的位置信息，由公司用iMLDR技术对1037个DNA样本进行SNP分型。
S5 SLC27A6基因分型位点的频率统计
等位基因频率计算公式如下：
PD＝(2NDD+NDd1+NDd2+NDd3+NDd4+……+NDdn)/2N
式中，PD表示等位基因D频率，NDD表示群体中具有DD基因型的个体数量，NDdi表示群体中具有Ddi基因型个体数量，d1、d2、…、dn分别为等位基因D的n个互不相同的复等位基因；
基因型频率计算公式如下：
PDD＝NDD/N
式中，PDD代表某一位点的DD基因型频率，NDD表示群体中具有DD基因型的个体数，N为检测群体的总个体数量；
1037个体的等位基因和基因型频率计算结果如表1所示：
表1.湖羊SLC27A6基因突变位点g.504G>C频率统计结果
Figure BDA0003664863200000051
注：HWB为哈代温伯格平衡；He为期望杂合度；Ho为观察杂合度；PIC为多态信息含量。
从表1可以看出，G为g.504G>C位点的优势等位基因，等位基因频率为90.16％。且结合遗传学指标可以确定该突变位点为SNP位点。
2、湖羊SLC27A6基因SNP位点与脂肪酸百分比的关联分析
基因型数据：以上采用iMLDR技术获得的分型结果
肉质性状数据：湖羊背最长肌脂肪酸百分比(脂肪酸百分比是指某种脂肪酸占总脂肪酸含量的百分比)
采用R-4.0.5软件分析基因位点与脂肪酸百分比的相关性，分析模型如下：
Y＝μ+G+T+e
式中：Y是脂肪酸百分比；μ是总体平均值；G是对应于SNP的固定效应；T是批次效应；e是随机误差。
通过分析数据确定SLC27A6基因的SNP位点对脂肪酸百分比的影响，寻找影响脂肪酸百分比的潜在分子标记，结果如表2所示：
表2.湖羊SLC27A6基因g.504G>C与背最长肌脂肪酸百分比(Mean±SD)的关联分析
Figure BDA0003664863200000061
注：同一行中不同的大写字母表示差异显著(P<0.05)，同一行中不同的小写字母表示差异极显著(P<0.01)。
结果表明，g.504G>C位点对C6:0、C17:0、C18:1C6、C18:3n3、n-6/n-3PUFA具有极显著影响，对C16:1、C22:0、C20:3n6、C20:3n3、C22:6n3、MUFA具有显著影响。其中GG、CG、CC基因型个体的C6:0、C17:0、C18:1C6百分比均具有极显著差异，且在GG、CG、CC基因型中呈极显著降低趋势；GG、CG、CC基因型个体的C22:6n3百分比具有显著差异，且在GG、CG、CC基因型中呈显著降低趋势；CG基因型个体的C16:1、C22:0百分比显著高于GG基因型；CC基因型个体的MUFA百分比显著高于GG、CG基因型个体；CC、CG、GG基因型个体的C18:3n3均具有极显著差异，且在CC、CG、GG基因型个体中呈显著降低趋势；CC基因型个体的C20:3n6、C20:3n3百分比显著低于CG和GG基因型，且在CC、CG、GG基因型个体中呈增加趋势；CC和CG基因型个体的n-6/n-3PUFA极显著高于GG基因型。
由于GG基因型个体中的PUFA(具体为C20:3n6、C20:3n3、C22:6n3)百分比最高，GG基因型个体中的SFA(具体为C22:0)百分比最低，而PUFA是有益脂肪酸，SFA可致使羊肉产生膻味，并能增加人体患心血管疾病的风险，因此可以通过选择建立基因型为GG(作为分子标记)的群体，对湖羊肉质性状(脂肪酸组成及含量)进行早期筛选，加快选育优异肉品质的绵羊新品系。
<110> 甘肃润牧生物工程有限责任公司
<120> 一种湖羊SLC27A6基因SNP的检测方法及其在肉质性状早期筛选中的应用
<160> 2
<210> 1
<211> 23
<212> DNA
<213> SLC27A6-F
<400> 1
attgagttgt aagacagggc aca 23
<210> 2
<211> 22
<212> DNA
<213> SLC27A6-R
<400> 2
tacgctgctt aggaggaatg ag 22

Claims (10)

1.一种检测湖羊SLC27A6基因单核苷酸多态性的方法，其特征在于：包括以下步骤：
以提取的湖羊基因组DNA为模板进行PCR扩增，对扩增产物包含的单核苷酸多态性位点进行基因分型，所述单核苷酸多态性位点为位于SLC27A6基因上的突变位点g.504G＞C。
2.根据权利要求1所述一种检测湖羊SLC27A6基因单核苷酸多态性的方法，其特征在于：所述PCR扩增的引物为：
上游引物：5’-ATTGAGTTGTAAGACAGGGCACA-3’
下游引物：5’-TACGCTGCTTAGGAGGAATGAG-3’。
3.根据权利要求1或2所述一种检测湖羊SLC27A6基因单核苷酸多态性的方法，其特征在于：所述PCR扩增的反应体系包括30ng/μL模板1μL以及10pmol/μL的上、下游引物各0.5μL；PCR扩增的反应程序为：95℃预变性4min；94℃变性30s，63.8℃退火60s，72℃延伸90s，共34个循环；72℃再延伸9min。
4.根据权利要求1所述一种检测湖羊SLC27A6基因单核苷酸多态性的方法，其特征在于：所述基因分型采用iMLDR技术。
5.根据权利要求1所述一种检测湖羊SLC27A6基因单核苷酸多态性的方法，其特征在于：所述基因组DNA采用酚-氯仿法提取。
6.根据权利要求1所述一种检测湖羊SLC27A6基因单核苷酸多态性的方法，其特征在于：所述突变位点是通过DNA混池测序确定的。
7.一种检测湖羊SLC27A6基因单核苷酸多态性的试剂盒，其特征在于：该试剂盒包括用于扩增SLC27A6基因单核苷酸多态性位点的引物，所述单核苷酸多态性位点为位于SLC27A6基因上的突变位点g.504G＞C。
8.如权利要求1所述的检测湖羊SLC27A6基因单核苷酸多态性的方法在绵羊标记辅助选择育种中的应用。
9.绵羊SLC27A6基因突变位点g.504G＞C或该突变位点检测试剂在绵羊标记辅助选择育种中的应用。
10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于：具有GG基因型的个体在肉质性状上较优。
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