CN115820870B - 一种与鸡肤色和屠体性状相关的cdk5基因分子标记及应用 - Google Patents

一种与鸡肤色和屠体性状相关的cdk5基因分子标记及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种与鸡肤色和屠体性状相关的CDK5基因分子标记及应用，属于生物技术领域。所述分子标记位于鸡CDK5基因上，所述CDK5基因的登录号为GeneID:100190948，所述分子标记具体为如SEQIDNO:1所示序列存在NC_052533.1：g318206C>T，NC_052533.1：g318251C>T，NC_052533.1：g318256C>T，NC_052533.1：g318338C>T。上述4个分子标记与鸡的肤色和屠体性状呈显著相关，可以准确鉴定鸡肤色和屠体性状，为分子标记辅助选择育种提供新的SNP分子标记，从而为鸡的选育提供科学依据。

Description

一种与鸡肤色和屠体性状相关的CDK5基因分子标记及应用
技术领域
本发明涉及生物技术领域，特别是涉及一种与鸡肤色和屠体性状相关的CDK5基因分子标记及应用。
背景技术
鸡作为最重要的农业畜禽动物之一，其产肉性能直接影响着市场经济效益。屠体性状是动物生产中重要的经济性状，直接反应动物的产肉性能，如屠体重、半净膛重、全净膛重、腿肌重、胸肌重及翅重等，因此一直是动物育种生产中的研究热点。在肉质品质的基础上，进一步提高肉鸡的屠体重是肉鸡选育的目标。同时，家禽皮肤颜色大多呈现黄色，其呈色物质为类胡萝卜素和叶黄素。随着生活水平的提高，消费者更倾向于选择表皮颜色较黄、皮肤色泽较亮、色度均匀的鸡肉。目前关于鸡肤色研究的实际应用大多停留在营养调控水平，对于基因调控和分子标记相关的研究仍处在不断地探索和验证阶段，如何培育出高黄、颜色均匀和稳定的鸡，使鸡的皮肤颜色满足于消费者选择的需求，也是一个育种技术难点。
单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)是指基因组水平上由单个核苷酸的插入、缺失、颠换和转换等而引起的基因组DNA序列的多态性。SNP是动物可遗传变异中最常见的一种，在动物基因组中广泛存在，具有稳定遗传，易于检测等特性。在动物生产实践中，SNP可用于分子标记辅助选择(Molecular Mark-assist Selection,MAS)从而突破传统育种的瓶颈来提高选种的准确性和目标性状的选育效果。
细胞周期素依赖蛋白激酶5(Cyclin—dependent Kinase 5，CDK5)是由脯氨酸引导的丝氨酸/苏氨酸激酶，最新的研究表明CDK5在线粒体中具有重要功能，与线粒体编码蛋白的互作极显著地影响线粒体功能的正常表达。线粒体作为细胞的能量代谢中心，在肌肉生长发育和色素沉积中等过程生理过程中扮演着重要角色。据报道，CDK5基因能够干预羊驼黑色素细胞形成，同时还能够参与羊驼毛色的形成。不同物种CDK5基因编码区的生物信息差异较大。该基因在鸟类中的具体作用少有报道，尤其是在鸡上的研究更少。
发明内容
本发明的目的是提供一种与鸡肤色和屠体性状相关的CDK5基因分子标记及应用，以解决上述现有技术存在的问题。该分子标记可以准确鉴定鸡肤色和屠体性状，为MAS提供新的SNP分子标记，从而为鸡的选育提供科学依据。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种与鸡肤色和屠体性状相关的分子标记，所述分子标记位于鸡CDK5基因上，所述CDK5基因的登录号为GeneID:100190948，所述分子标记包括SNP1-SNP4，其中，SNP1为如SEQ ID NO:1所示序列存在NC_052533.1：g318206C>T；SNP2为如SEQ ID NO:1所示序列存在NC_052533.1：g318251C>T；SNP3为如SEQ ID NO:1所示序列存在NC_052533.1：g318256C>T；SNP4为如SEQ ID NO:1所示序列存在NC_052533.1：g318338C>T。
进一步地，SNP1存在基因型CC、CT和TT；SNP2存在基因型CC、CT和TT；SNP3存在基因型CC、CT和TT；SNP4存在基因型CC、CT和TT。
本发明还提供一种根据所述的分子标记鉴别鸡肤色和屠体性状的方法，包括以下步骤：
(1)以待测鸡基因组DNA为模板，利用引物扩增包括所述分子标记的基因片段，获取扩增产物；
(2)对所述扩增产物测序，检测相应单核苷酸多态性位点的基因型，根据检测的基因型判断待测鸡的肤色和屠体性状；
其中，在SNP1中，CC基因型个体表现为最高的肌胸率；在SNP2中，CC基因型和CT基因型个体表现为较高的颈部肤色黄度值；在SNP3中，CC基因型和CT基因型个体表现为较高的胫部肤色黄度值和臀部皮肤黄度值；在SNP4中，CC基因型和CT基因型个体表现为较高的肌胸率。
进一步地，所述引物包括如SEQ ID NO:2所示序列的上游引物和如SEQ ID NO:3所示序列的下游引物。
进一步地，在步骤(1)中，所述扩增的扩增反应体系为：模板DNA 2μL、2×Es TaqMasterMix 25μL、上游引物2μL、下游引物2μL、ddH2O 19μL。
进一步地，在步骤(1)中，所述扩增的扩增反应程序为：94℃预变性2min；94℃变性30s，58℃退火30s，72℃延伸30s，32个循环；72℃最终延伸3min；4℃保存。
进一步地，所述肤色和屠体性状包括：胸肌率、胫部皮肤黄度值、臀部皮肤黄度值和腿部皮肤黄度值。
本发明还提供根据所述的分子标记在鸡育种中的应用。
进一步地，应用于鸡肤色和屠体性状的选育中。
本发明公开了以下技术效果：
本发明通过分析CDK5基因，发现该基因有多个与鸡肤色和屠体性状显著相关的SNP位点，同时通过实验验证发现：分子标记NC_052533.1：g318206C>T位点与胸肌率存在显著相关(p<0.05)，分子标记NC_052533.1：g318251C>T位点与胫部皮肤黄度值存在显著相关(p<0.05)，分子标记NC_052533.1：g318256C>T位点与臀部和腿部皮肤黄度值存在显著相关(p<0.05)，分子标记NC_052533.1：g318338C>T位点与胸肌率存在显著相关(p<0.05)。上述4个分子标记可以准确地鉴定鸡肤色和屠体性状，为MAS提供新的SNP分子标记，从而为鸡的选育提供科学依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为CDK5引物配对位置及产物长度示意图；
图2为CDK5基因SNP位点基因型分型图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
1、材料与方法
1.1动物样品
试验动物为409只80日龄江丰麻黄鸡(购自广州市江丰实业股份有限公司)。通过采集皮下静脉血液2mL，-80℃保存，用作DNA提取样本。同时记录选择群体的皮下脂肪厚、肌间脂肪宽、全净膛重、半净膛重、腹脂重、腿重、胸肌重、胸肌率、腿比率、腹脂率、半净膛率、全净膛率和屠宰率以及屠体泄殖腔肤色、肩膀肤色、臀部肤色、腹部肤色、胸部腿部肤色、胫部肤色和腹脂颜色黄度值等肤色和屠体性状。
1.2主要试剂
血样DNA提取试剂盒(品牌：OMEGA；货号：D3392；广州飞扬生物工程有限公司)、2×Es Taq MasterMix(Dye)(品牌：康为；货号：CW0690M；康为世纪生物科技股份有限公司)、DNA marker(品牌：诺维赞；货号：MD101；江苏诺维赞生物科技股份有限公司)、高纯度低电渗琼脂糖(品牌：擎科；货号：TSJ001；北京擎科生物科技有限公司)。
1.3实验方法
1.3.1引物设计
根据NCBI(National Center for Biotechnology Information Searchdatabase)公布的红色原鸡(Gallus)CDK5基因的序列(GeneID:100190948)，使用NCBI的Primer-BLAST工具设计引物，由广州擎科生物科技有限公司提供引物合成服务。引物序列相关信息如表1所示，引物在CDK5基因上的配对位置如图1所示。
表1 PCR扩增引物序列
1.3.2血样DNA提取
参照血样DNA提取试剂盒操作手册提取血样DNA。
1.3.3 CDK5基因外显子序列的PCR扩增
以上述409个个体血样基因组DNA作为模板，遵循以下反应体系进行：模板DNA 2μL、2×Es Taq MasterMix(Dye)25μL、上游引物2μL、下游引物2μL、ddH2O 19μL。
反应程序：94℃预变性2min；94℃变性30s，58℃退火30s，72℃延伸30s，32个循环；72℃最终延伸3min；4℃保存。PCR产物交由广州天一辉远基因科技有限公司进行Sanger测序。
1.3.4 SNP确定与基因分型
利用通过DNA star软件的SeqMan工具对PCR产物的Sanger测序结果进行序列峰图的分析以确定潜在SNP位点，并通过该工具比对每个样本的测序数据，进行基因分型。
1.3.5基因型与肤色和屠体性状关联分析
SNP位点与基因型对应个体的肤色和屠体性状数据，采用SAS 9.4 GLM程序包进行关联分析。
2结果
2.1 CDK5基因序列PCR扩增及SNP筛选
选取家鸡409个个体的血样DNA为模板进行PCR扩增，得到的PCR产物(核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示)进行Sanger测序，将测序后的峰图进行比对分析，共检测到5个SNP位点，分别为：NC_052533.1：g318206C>T、NC_052533.1：g318246C>T、NC_052533.1：g318251C>T、NC_052533.1：g318256C>T和NC_052533.1：g318338C>T，如图2所示。其中4个位点与鸡肤色和屠体性状关联。
SEQ ID NO:1
注：序列中加粗带有下划线位置为SNP位点，其中，SNP1位于SEQ ID NO:1所示序列的第139位，存在C>T突变，SNP2位于SEQ ID NO:1所示序列的第184位，存在C>T突变，SNP3位于SEQ ID NO:1所示序列的第189位，存在C>T突变，SNP4位于SEQ ID NO:1所示序列的第271位，存在C>T突变。
2.2 CDK5基因序列SNP位点与肤色和屠体性状的关联分析
对上述5个SNP位点与肤色和屠体性状如表2所示(皮下脂肪厚、肌间脂肪宽、全净膛重、半净膛重、腹脂重、腿重、胸肌重、胸肌率、腿比率、腹脂率、半净膛率、全净膛率、屠宰率、活体重、胫长、胫围以及屠体泄殖腔肤色、肩膀肤色、臀部肤色、腹部肤色、胸部腿部肤色、胫部肤色和腹脂颜色黄度值)进行关联分析。结果如表2所示。
表2 CDK5基因SNP位点与肤色和屠体性状关联分析
/>
/>
/>
/>
/>
注：a，b不同肩标小写字母表示差异显著(P<0.05)。
表2结果显示，NC_052533.1：g318206C>T位点与胸肌率存在显著相关(p<0.05)，其中，CC基因型个体的胸肌率显著高于TT基因型个体(p<0.05)，CT基因型个体与CC和TT基因型个体的胸肌率无显著差异(p>0.05)。
如表2所示，NC_052533.1：g318251C>T位点与胫部肤色黄度值存在显著相关(p<0.05)。CC基因型个体和CT基因型个体的胫部肤色黄度值显著高于TT基因型个体(p<0.05)。
如表2所示，NC_052533.1：g318256C>T位点与臀部和腿部皮肤黄度值存在显著相关(p<0.05)。其中TT基因型个体的腿部皮肤黄度值显著低于CT基因型个体和CC基因型个体(p<0.05)，TC和CC基因型个体之间无显著差异(p>0.05)；CC和CT基因型个体臀部皮肤黄度值显著高于TT基因型个体(p<0.05)。
如表2所示，NC_052533.1：g318338C>T位点与胸肌率和胫部皮肤黄度值存在显著相关(p<0.05)。其中TT基因型个体的肌胸率显著低于CT基因型个体和CC基因型个体(p<0.05)；各基因型个体间胫部皮肤黄度值无显著差异(p>0.05)。
除上述4个SNP位点外，扩增片段内其他位点与肤色和屠体性状关联性均未达到显著水平(p>0.05)。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种与江丰麻黄鸡肤色和屠体性状相关的分子标记，其特征在于，所述分子标记位于鸡CDK5基因上，所述CDK5基因的登录号为GeneID:100190948，所述分子标记由SNP1-SNP4组成，其中，SNP1为如SEQ ID NO:1所示序列存在NC_052533.1：g318206C>T；SNP2为如SEQID NO:1所示序列存在NC_052533.1：g318251C>T；SNP3为如SEQ ID NO:1所示序列存在NC_052533.1：g318256C>T；SNP4为如SEQ ID NO:1所示序列存在NC_052533.1：g318338C>T；
所述肤色和屠体性状指肌胸率、胫部肤色黄度值、臀部肤色黄度值和腿部肤色黄度值；
其中，SNP1与肌胸率相关；SNP2与胫部肤色黄度值相关；SNP3与臀部和腿部肤色黄度值相关；SNP4与胸肌率相关。
2.根据权利要求1所述的分子标记，其特征在于，SNP1存在基因型CC、CT和TT；SNP2存在基因型CC、CT和TT；SNP3存在基因型CC、CT和TT；SNP4存在基因型CC、CT和TT。
3.一种根据权利要求1-2任一项所述的分子标记鉴别江丰麻黄鸡肤色和屠体性状的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以待测鸡基因组DNA为模板，利用引物扩增包括权利要求1-2所述分子标记的基因片段，获取扩增产物；
(2)对所述扩增产物测序，检测相应单核苷酸多态性位点的基因型，根据检测的基因型判断待测鸡的肤色和屠体性状；
所述肤色和屠体性状指肌胸率、胫部肤色黄度值、臀部肤色黄度值和腿部肤色黄度值；
其中，在SNP1中，CC基因型个体表现为最高的肌胸率；在SNP2中，CC基因型和CT基因型个体表现为较高的颈部肤色黄度值；在SNP3中，CC基因型和CT基因型个体表现为较高的腿部肤色黄度值和臀部皮肤黄度值；在SNP4中，CC基因型和CT基因型个体表现为较高的肌胸率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述引物包括如SEQ ID NO:2所示序列的上游引物和如SEQ ID NO:3所示序列的下游引物。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述扩增的扩增反应体系为：模板DNA2μL、2×Es Taq MasterMix 25μL、上游引物2μL、下游引物2μL、ddH2O 19μL。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述扩增的扩增反应程序为：94℃预变性2min；94℃变性30s，58℃退火30s，72℃延伸30s，32个循环；72℃最终延伸3min；4℃保存。
7.根据权利要求1-2任一项所述的分子标记在江丰麻黄鸡肤色和屠体性状选育中的应用，其特征在于，所述肤色和屠体性状指肌胸率、胫部肤色黄度值、臀部肤色黄度值和腿部肤色黄度值；其中，在SNP1中，CC基因型个体表现为最高的肌胸率；在SNP2中，CC基因型和CT基因型个体表现为较高的颈部肤色黄度值；在SNP3中，CC基因型和CT基因型个体表现为较高的腿部肤色黄度值和臀部皮肤黄度值；在SNP4中，CC基因型和CT基因型个体表现为较高的肌胸率。
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