CN116445474A - 一种与猪总产仔数相关的snp分子标记及应用 - Google Patents

一种与猪总产仔数相关的snp分子标记及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了猪总产仔数相关的SNP分子标记及应用。由此，通过对该分子标记的应用，可快速建立高效准确的分子标记辅助育种技术，将其应用于提高种猪总产仔数的遗传改良中，从而提高猪群体的繁殖性能，提高企业经济利润，增加核心竞争力。

Description

一种与猪总产仔数相关的SNP分子标记及应用
技术领域
本发明涉及分子标记与动物遗传育种领域，特别涉及一种与猪总产仔数相关的SNP分子标记及应用。
背景技术
随着我国生猪产业的发展，我国已经成为世界上最大的养猪国家。在生猪生产过程中，产仔数是重要的经济指标，是影响生猪生产经济效益的关键因素之一。近年来，国内对于猪产仔数性状的育种取得了一定的进展，但相较于发达国家(如丹麦)仍有较大差距。传统的猪产仔数育种方法主要是基于繁殖性状的观察和评估，但这种方法存在一定的局限性，如育种周期长、评估难度大等。总产仔数是一个多基因控制、低遗传力的复杂性状，因此，利用分子标记进行辅助育种是一种更有效的选择育种方式。
得益于高通量测序技术的发展和普及，通过对基因组数据的研究，为猪育种提供了大量信息。通过全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS)的检测方法，挖掘与猪产仔数性状相关的基因位点，从而更好地了解猪总产仔数的遗传机制。这不仅可以为提高猪种的总产仔数水平提供科学依据，还可以帮助育种工作人员选育具有较高总产仔数的种猪，提高企业经济效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种与猪总产仔数相关的SNP分子标记及应用，以解决上述问题。
根据本发明的第一个方面，提供了一种与猪总产仔数相关的SNP分子标记，其中，所述SNP分子标记为位于国际猪基因组Sscrofa11.1版本第1号染色体第107777216bp位点处的A>C碱基突变(该分子标记在下文中可简写为g.141A>C)。由此，通过该分子标记可快速建立高效准确的分子标记辅助育种技术，将其应用于提高种猪总产仔数的遗传改良中，从而提高猪群体的繁殖性能，提高企业经济利润，增加核心竞争力。
在某些实施方式中，该SNP分子标记位点上下游基因序列如SEQ NO.1所示，所述SNP分子标记位于SEQ ID No:1所示序列的第141位点处M表示的A>C碱基突变(该分子标记在下文中可简写为g.141A>C)。
根据本发明的第二个方面，提供了一种SNP分子标记在猪总产仔数性状选育上的应用，该SNP分子标记为位于国际猪基因组Sscrofa11.1版本第1号染色体第107777216bp位点处的A>C碱基突变或位于SEQ ID No:1所示序列的第141位点处M表示的A>C碱基突变。由此，通过应用该SNP分子标记，可以提高母猪群体的总产仔数，大大提高猪的繁殖性能，提高企业核心竞争力及母猪的经济价值。
在某些实施方式中，该应用包括如下步骤：
1)对后备种猪检测分子标记g.141A>C；
2)选留步骤1)中检测得到的等位基因型为AA或AC基因型的个体，作为留种猪，淘汰CC基因型种猪个体，可选育出高总产仔数性状的猪。
根据本发明的第三个方面，提供了一种SNP分子标记在培育高总产仔数猪品系上的应用，该SNP分子标记为位于国际猪基因组Sscrofa11.1版本第1号染色体第107777216bp位点处的A>C碱基突变或位于SEQ ID No:1所示序列的第141位点处M表示的A>C碱基突变。由此，通过培育获得总产仔数高的猪品系，该品系繁殖获得的后备母猪，都具备高总产仔数性状，由此可以提高后备母猪的繁殖性能，实现多产仔猪的经济目标。
在某些实施方式中，该应用包括如下步骤：
1)对后备种猪检测分子标记g.141A>C；
2)选留步骤1)中检测得到的等位基因型为AA或AC基因型的个体，作为留种猪，并对该留种公、母猪进行配种；
3)对步骤2)中配种出生的猪检测分子标记g.141A>C的基因型，保留AA或AC基因型个体，淘汰CC基因型个体，进行繁育，培育出高总产仔数的高繁殖性能猪品系。
根据本发明的第四个方面，提供了一种猪的遗传改良的方法，该方法包括如下步骤：
1)检测后备种猪中分子标记g.141A>C；
2)选留步骤1)中分子标记基因型为AA或AC的种猪个体，淘汰CC基因型个体；
3)以步骤2)中筛选出的个体作为种猪，进行繁育，在后代中继续选留步骤1)中分子标记基因型为AA或AC的种猪个体，淘汰AA基因型个体；以逐代提高后代猪群体中等位基因A的频率，从而提高后代猪的总产仔数。
由此，通过该方法可以改良猪群体中等位基因A的频率，从而提高后代猪的总产仔数。
根据本发明的第五个方面，提供了一种SNP分子标记在筛选高总产仔数遗传性状的仔猪上的应用，该SNP分子标记为位于国际猪基因组Sscrofa11.1版本第1号染色体第107777216bp位点处的A>C碱基突变或位于SEQ ID No:1所示序列的第141位点处M表示的A>C碱基突变。由此，可以在仔猪阶段就选出高总产仔数的仔猪作为后备母猪，可以最大限度的节约后备母猪的培育成本，提高企业竞争力。
在某些实施方式中，该应用包括如下步骤：
1)检测待筛选仔猪中分子标记g.141A>C；
2)步骤1)中检测出的分子标记的基因型为AA或AC时，该待筛选仔猪具有高总产仔数遗传性状，予以保留；基因型为CC时，该待筛选仔猪具有低总产仔数遗传性状，予以淘汰。
根据本发明的第六个方面，提供了一种检测与猪总产仔数相关的SNP分子标记的引物对，该引物对核苷酸序列如下所示：
P001-F：5’-ACCACCCCATGAGTCAAGAACCC-3’，
P002-R：5’-AGACAATGCCAAGACTCCCTAGAGG-3’。
由此，通过该引物对，可以高效的检测出与猪总产仔数相关的SNP分子标记的基因型，并筛选出优势基因型，可通过该引物对快速建立高效准确的分子标记辅助育种技术，快速准确地对种猪高总产仔数进行提高性选育改良，加快育种进展。
根据本发明的第七个方面，提供了一种检测与猪总产仔数相关的SNP分子标记的试剂盒，该试剂盒含有核苷酸序列如下的引物对：
P001-F：5’-ACCACCCCATGAGTCAAGAACCC-3’，
P002-R：5’-AGACAATGCCAAGACTCCCTAGAGG-3’。
根据本发明的第八个方面，提供了一种与猪总产仔数相关的SNP分子标记或可检测该分子标记的引物对或含有该引物对的试剂盒在筛选猪总产仔数性状、鉴定猪总产仔数性状、猪高总产仔数性状品种培育、提高猪总产仔性状、猪的繁殖性状遗传改良中的应用。
由此，通过上述分子标记或引物对或试剂盒，可以高效的检测出与猪总产仔数相关的SNP分子标记的基因型，并筛选出优势基因型，可通过该分子标记或引物对或试剂盒快速建立高效准确的分子标记辅助育种技术，快速准确地对种猪高总产仔数进行提高性选育改良，加快育种进展。
本发明的有益效果：
1、公开了与猪总产仔数相关的SNP分子标记，通过该分子标记可快速建立高效准确的分子标记辅助育种技术，将其应用于提高种猪总产仔数的遗传改良中，从而提高猪群体的繁殖性能，提高企业经济利润，增加核心竞争力。
2、公开了一种SNP分子标记在猪总产仔数性状选育上的应用，通过应用该SNP分子标记，可以提高母猪群体的总产仔数，可以大大提高猪的繁殖性能，提高企业核心竞争力及母猪的经济价值。
3、公开了一种SNP分子标记在培育高总产仔数猪品系上的应用，通过培育获得总产仔数高的猪品系，该品系繁殖获得的后备母猪，都具备高总产仔数性状，由此可以提高后备母猪的繁殖性能，实现多产仔猪的经济目标。
4、公开了一种猪的遗传改良方法，通过该方法可以改良猪群体中等位基因A的频率，从而提高后代猪的总产仔数。
5、公开了一种SNP分子标记在筛选高总产仔数遗传性状的仔猪上的应用，由此，可以在仔猪阶段就选出高总产仔数的仔猪作为后备母猪，可以最大限度的节约后备母猪的培育成本，提高企业竞争力。
6、公开了一种可检测与猪总产仔数相关的SNP分子标记的引物对，通过该引物对，可以高效的检测出与猪总产仔数相关的SNP分子标记的基因型，并筛选出优势基因型，可通过该引物对快速建立高效准确的分子标记辅助育种技术，快速准确地对种猪高总产仔数进行提高性选育改良，加快育种进展。
7、公开了一种可检测与猪总产仔数相关的SNP分子标记的试剂盒，通过该试剂盒，可以高效的检测出与猪总产仔数相关的SNP分子标记的基因型，并筛选出优势基因型，可通过该引物对快速建立高效准确的分子标记辅助育种技术，快速准确地对种猪高产仔数进行提高性选育改良，加快育种进展。
8、公开了一种与猪总产仔数相关的SNP分子标记或可检测该分子标记的引物对或含有该引物对的试剂盒在筛选猪总产仔数性状、鉴定猪总产仔数性状、猪高总产仔数性状品种培育、提高猪总产仔数性状、猪的繁殖性状遗传改良中的应用。由此，可以快速建立高效准确的分子标记辅助育种技术，快速准确地对种猪高总产仔数进行提高性选育改良，加快育种进展。
附图说明
图1为大白猪、长白猪和杜洛克猪在1号染色体上关于总产仔数性状的全基因组关联分析GWAS曼哈顿图：其中，横坐标表示猪的染色体位置；纵坐标表示-logP值。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
(1)实验动物
本发明所使用的实验猪群群体为广东广垦畜牧集团股份有限公司的纯种大白猪共535头，为该公司核心群，猪群自由采食、饮水，整个饲喂方式、饲养条件等始终保持一致，为常规方法。
(2)样本采集
收集上述母猪耳组织浸泡于体积分数为75％的乙醇溶液中，置于-20℃冰箱保存备用。
(3)猪全基因组50K SNP判型
对上述资源群体535头大白猪的每个个体采集耳组织，用标准苯酚-氯仿法提取全基因组DNA，经Nanodrop2000/2000C核酸蛋白检测仪准确测定每一份样品的DNA的浓度和OD比值(OD260/280、OD260/230)。经NanoDrop2000/2000C核酸蛋白检测仪检测合格的DNA样品，按照检测的浓度将DNA稀释至50ng/μL左右。再将6μL已提取好的待测DNA样品与2μLLoading Buffer混合，上样到质量体积比为1％的琼脂糖凝胶中，150V电压下电泳25min，在紫外分光光度仪和凝胶成像设备下观察并拍照，观察DNA的完整性。
DNA样品送北京康普森生物技术有限公司进行猪全基因组50k SNP芯片(中芯一号育种芯片，北京康普森生物技术有限公司)基因型判定。利用R语言GenABEL包中checkmarker对所有样本50k SNP芯片扫描分型数据进行质量控制，剔除检出个体率低于90％、家系孟德尔错误率高于0.1、最小等位基因频率小于0.05且哈代-温伯格平衡显著性水平高于10-6的SNP，最终得到27843个SNP的有效基因型数据。
(4)全基因组关联(GWAS)分析
为了消除群体层化效应，本发明采用gcta软件计算了全部个体基于全基因组序列信息的主成分特征量，并采用前5个主成分作为协变量以校正潜在的群体分层对结果的影响。本发明采用GEMMA软件中的线性混合模型进行总产仔数性状的GWAS分析。采用Bonferrini法确定SNP与总产仔数性状关联程度的显著性阈值，基因组水平显著阈值为0.05除以有效SNP位点数量，即基因组显著水平阈值为1.80E-06，即0.05/27843(有效SNP数量)；染色体水平显著阈值为1除以有效SNP位点数量，即染色体显著水平阈值为3.59E-05，即1/27843(有效SNP数量)。
GWAS分析结果如图1所示。从图1可知，在大白猪、长白猪及杜洛克猪群体1号染色体上存在显著影响总产仔数的位点(该位点位于国际猪基因组Sscrofa11.1版本第1号染色体第107777216bp处A>C突变)，显著关联的SNP位点上下游基因序列为SEQ NO.1所示，其中该SNP位点位于SEQ ID No:1所示序列的第141位点处M表示的A>C突变，该分子标记在文中可简写为g.141A>C(P值为3.46e-07)，该SNP上下游基因序列如SEQ ID No:1所示：
注：序列表中标注的M为突变位点，M位点为A>C突变，用标有加粗字体显示(括号中为突变碱基，即等位基因突变)，在该序列的首尾下划线+斜体显示为设计引物序列位置。
(5)不同基因型与总产仔数表型的关联性分析
根据表1可知，分子标g.141A>C与总产仔数性状极显著相关(P<0.001)，说明此分子标记显著影响猪的总产仔数，可以通过对猪的此SNP位点的选择，从而提高该群体的总产仔数，进而加快育种进程。另外，据表1可得基因型为AA型的个体比CC型和AC型的总产仔数更高。AA型个体表型平均值比CC型和AC型个体表型平均值分别高1.40和0.89。另外，根据两种表型进行的方差分析结果说明，三种基因型总产仔数表型中的分布具有极显著差异(P<0.01)。因此，在育种中逐步保留AA基因型的种猪，以逐代提高该位点的等位基因A的频率，可以显著提高种猪的总产仔数，为养殖企业带来更多的经济效益。
表1分子标记的1号染色体第107777216位突变位点与总产仔数性状的统计分析
注：***表示差异极显著
实施例2目的DNA序列扩增及测序
(1)引物设计
通过Ensembl网站(http://asia.ensembl.org/index.html)下载猪的1号染色体上SEQ ID NO:1的DNA序列，并利用引物设计软件Oligo 7设计引物。设计的引物的DNA序列如下所示：
P001-F：5’-ACCACCCCATGAGTCAAGAACCC-3’(SEQ ID NO:2)，P002-R：5’-AGACAATGCCAAGACTCCCTAGAGG-3’(SEQ ID NO:3)；
(2)PCR扩增
10μL的反应体系中加入DNA模板1μL，双蒸水3.4μL，2×Tag PCR StanMix withLoading Dye 5μL，引物P001-F和P002-R各0.3μL。PCR反应条件为：94℃预变性5min后，94℃变性30s、57.6℃退火30s、72℃延伸45s，35个循环，最后72℃延伸5min。
(3)DNA序列测定
DNA序列测序鉴定：在深圳华大基因科技有限公司进行，基因片段测正反两个反应。将所测得的序列与NCBI基因组序列对比，得出对应SNP位点的突变，测序结果与SEQ IDNO:1序列一致。
实施例3分子标记g.141A>C效应分析
根据表1可知，分子标记g.141A>C优势等位基因型AA型与劣势等位基因CC型相比，能够提高1.40个总产仔数。因此，通过分子标记辅助选择或基因组选择，逐步对群体内AA型的猪进行选种保留，则能显著增大优势等位基因A等位基因频率，从而有利于种猪的总产仔数的提高，加快猪的育种改良进程最终有效提高种猪育种的经济效益。
实施例4分子标记g.141A>C在猪总产仔数性状选育上的应用
1)对后备种猪检测分子标记g.141A>C；
2)选留步骤1)中检测得到的等位基因型为AA或AC基因型的个体，作为留种猪，淘汰CC基因型种猪个体，可选育出高总产仔数性状的猪。
实施例5分子标记g.141A>C在培育高总产仔数猪品系上的应用
1)对后备种猪检测分子标记g.141A>C；
2)选留步骤1)中检测得到的等位基因型为AA或AC基因型的个体，作为留种猪，并对该留种公、母猪进行配种；
3)对步骤2)中配种出生的猪检测分子标记g.141A>C，保留AA或AC基因型个体，淘汰CC基因型个体，进行繁育，培育出高总产仔数的高繁殖性能猪品系。
实施例6一种猪的遗传改良的方法
1)检测后备种猪中分子标记g.141A>C；
2)选留步骤1)中分子标记基因型为AA或AC的种猪个体，淘汰CC基因型个体；
3)以步骤2)中筛选出的个体作为种猪，进行繁育，在后代中继续选留步骤1)中分子标记基因型为AA或AC的种猪个体，淘汰CC基因型个体；以逐代提高后代猪群体中等位基因A的频率，从而提高后代猪的总产仔数。
实施例7分子标记g.141A>C在筛选高总产仔数遗传性状的仔猪上的应用
1)检测待筛选仔猪中分子标记g.141A>C；
2)步骤1)中检测出的分子标记的基因型为AA或AC时，该待筛选仔猪具有高总产仔数遗传性状，予以保留；基因型为CC时，该待筛选仔猪具有低总产仔数遗传性状，予以淘汰。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种与猪总产仔数相关的SNP分子标记，其中，所述SNP分子标记位于国际猪基因组Sscrofa11.1版本第1号染色体第107777216bp位点处的A>C碱基突变。
2.根据权利要求1所述的SNP分子标记，其中，所述SNP分子标记位点上下游基因序列如SEQ NO.1所示，所述SNP分子标记位于SEQ IDNo:1所示序列的第141位点处M表示的A>C碱基突变。
3.权利要求1或2所述的SNP分子标记在猪总产仔数性状选育上的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其中，所述应用包括如下步骤：
1)对后备种猪检测如权利要求1或2所述的分子标记；
2)选留步骤1)中检测得到的等位基因型为AA或AC基因型的个体，作为留种猪，淘汰CC基因型种猪个体，可选育出高总产仔数性状的猪。
5.权利要求1或2所述的SNP分子标记在培育高总产仔数猪品系上的应用，所述应用包括如下步骤：
1)对后备种猪检测如权利要求1或2所述的分子标记；
2)选留步骤1)中检测得到的等位基因型为AA或AC基因型的个体，作为留种猪，并对该留种公、母猪进行配种；
3)对步骤2)中配种出生的猪检测如权利要求1或2所述的分子标记，保留AA或AC基因型个体，淘汰CC基因型个体，进行繁育，培育出高总产仔数的高繁殖性能猪品系。
6.一种猪的遗传改良的方法，其中，所述方法包括如下步骤：
1)检测后备种猪中如权利要求1或2中所述的分子标记；
2)选留步骤1)中分子标记基因型为AA或AC的种猪个体，淘汰CC基因型个体；
3)以步骤2)中筛选出的个体作为种猪，进行繁育，在后代中继续选留步骤1)中分子标记基因型为AA或AC的种猪个体，淘汰CC基因型个体；以逐代提高后代猪群体中等位基因A的频率，从而提高后代猪的总产仔数。
7.权利要求1或2中所述的SNP分子标记在筛选高总产仔数遗传性状的仔猪上的应用，其中，所述应用包括如下步骤：
1)检测待筛选仔猪中如权利要求1或2中所述的分子标记；
2)步骤1)中检测出的分子标记的基因型为AA或AC时，该待筛选仔猪具有高总产仔数遗传性状，予以保留；基因型为CC时，该待筛选仔猪具有低总产仔数遗传性状，予以淘汰。
8.一种用于检测如权利要求1或2中所述SNP分子标记的引物对，其中，所述引物对核苷酸序列如下所示：
P001-F：5’-ACCACCCCATGAGTCAAGAACCC-3’，
P002-R：5’-AGACAATGCCAAGACTCCCTAGAGG-3’。
9.一种用于检测如权利要求1或2中所述SNP分子标记的试剂盒，其中，所述试剂盒含有如权利要求8中所述的引物对。
10.权利要求1或2中所述的分子标记或权利要求8中所述的引物对或权利要求9所述的试剂盒在筛选猪总产仔数性状、鉴定猪总产仔数性状、猪高总产仔数性状品种培育、提高猪总产仔数性状、猪的繁殖性状遗传改良中的应用。
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