CN117551783A - 与鸡龙骨长相关的遗传标记在鸡遗传育种中的应用 - Google Patents

与鸡龙骨长相关的遗传标记在鸡遗传育种中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了与鸡龙骨长相关的遗传标记在鸡遗传育种中的应用，属于畜禽遗传育种和生物技术领域，所述与鸡龙骨长相关的遗传标记包括KL_foxo1和/或KL_postn；所述KL_foxo1的SNP编号为rs314977251，位于基因FOXO1上游795bp，此处碱基为G或T；所述KL_postn的SNP编号为rs313570355，位于基因POSTN上游1.3kb，此处碱基为T或C。所述遗传标记有助于从遗传上改善鸡的龙骨长，可用于基因组选择或分子标记辅助选择，将该遗传标记应用于鸡的遗传育种，有利于获得具有更优龙骨长度的鸡品种。

Description

与鸡龙骨长相关的遗传标记在鸡遗传育种中的应用
技术领域
本发明属于畜禽遗传育种和生物技术领域，特别涉及与鸡龙骨长相关的遗传标记在鸡遗传育种中的应用。
背景技术
龙骨长是评价家禽骨骼生长发育状况的常用指标，也是家禽育种的主要选择性状。随着高强度选育，鸡的生产性能已接近其生理极限，一些代谢疾病造成的经济损失愈发引起养鸡从业者的重视。其中骨骼疾病尤为明显，比如蛋鸡的骨质疏松症、肉鸡的佝偻病以及胫骨发育不全症。这些骨骼疾病主要是高水平的生产性能与低水平的骨骼发育不相匹配造成的，因而，通过选育提高龙骨长被认为是解决骨骼代谢疾病的有效手段。
发明内容
为了解决养鸡生产中龙骨长选育问题，本发明提供了与鸡龙骨长相关的遗传标记在鸡遗传育种中的应用，所述遗传标记有助于从遗传上改善鸡的龙骨长，可用于基因组选择或分子标记辅助选择，将该遗传标记应用于鸡的遗传育种，有利于获得具有更优龙骨长度的鸡品种。
本发明通过以下技术方案实现：
本发明提供与鸡龙骨长相关的遗传标记在鸡遗传育种中的应用，所述与鸡龙骨长相关的遗传标记包括KL_foxo1和/或KL_postn；
所述KL_foxo1的SNP编号为rs314977251，对应于NCBI中公布的鸡参考基因组bGalGal1.mat.broiler.GRCg7b版本序列信息1号染色体正义链第170460039位，位于基因FOXO1上游795bp，此处碱基为G或T；
所述KL_postn的SNP编号为rs313570355，对应于NCBI中公布的鸡参考基因组bGalGal1.mat.broiler.GRCg7b版本序列信息1号染色体正义链第171878080位，位于基因POSTN上游1.3kb，此处碱基为T或C。
基于同一发明构思，本发明提供一种鸡龙骨长性状的早期选择方法，所述早期选择方法包括基于遗传标记KL_foxo1和/或KL_postn的基因型对鸡龙骨长性状进行早期选择；
所述KL_foxo1的SNP编号为rs314977251，对应于NCBI中公布的鸡参考基因组bGalGal1.mat.broiler.GRCg7b版本序列信息1号染色体正义链第170460039位，位于基因FOXO1上游795bp，此处碱基为G或T；
所述KL_postn的SNP编号为rs313570355，对应于NCBI中公布的鸡参考基因组bGalGal1.mat.broiler.GRCg7b版本序列信息1号染色体正义链第171878080位，位于基因POSTN上游1.3kb，此处碱基为T或C。
进一步的，所述早期选择方法具体包括：
检测待测鸡KL_foxo1和/或KL_postn的基因型；
基于所述KL_foxo1和/或所述KL_postn的基因型对待测鸡的龙骨长性状进行早期选择；
其中，所述KL_foxo1的TT基因型个体龙骨长大于GT基因型个体龙骨长，GT基因型个体龙骨长大于GG基因型个体龙骨长；
所述KL_postn的TT基因型个体龙骨长大于CT基因型个体龙骨长，CT基因型个体龙骨长大于CC基因型个体龙骨长。
进一步的，所述检测待测鸡KL_foxo1和/或KL_postn的基因型，具体包括：
检测待测鸡KL_foxo1和/或KL_postn的基因型，其中，检测待测鸡所述KL_foxo1的基因型的方法包括：
以PKL_F1f和PKL_F1r为引物，对待测鸡的基因组DNA进行PCR扩增；
对PCR扩增产物进行测序，获得待测鸡1号染色体正义链第170460039位的基因型；
检测待测鸡所述KL_postn的基因型的方法包括：
以PKL_P2f和PKL_P2r为引物，对待测鸡的基因组DNA进行PCR扩增；
对PCR扩增产物进行测序，获得待测鸡1号染色体正义链第171878080位的基因型；
其中，所述PKL_F1f的碱基序列如SEQ ID NO.1所示，所述PKL_F1r的碱基序列如SEQ ID NO.2所示，所述PKL_P2f的碱基序列如SEQ ID NO.3所示，所述PKL_P2r的碱基序列如SEQ ID NO.4所示。
基于同一发明构思，本发明提供用于检测与鸡龙骨长相关的遗传标记的引物，包括检测KL_foxo1的引物和/或检测KL_postn的引物，所述检测KL_foxo1的引物包括PKL_F1f和PKL_F1r，所述检测KL_postn的引物包括PKL_P2f和PKL_P2r；
所述PKL_F1f的碱基序列如SEQ ID NO.1所示，所述PKL_F1r的碱基序列如SEQ IDNO.2所示，所述PKL_P2f的碱基序列如SEQ ID NO.3所示，所述PKL_P2r的碱基序列如SEQ IDNO.4所示。
基于同一发明构思，本发明提供上述用于检测与鸡龙骨长相关的遗传标记的引物在鸡遗传育种中的应用。
基于同一发明构思，本发明还提供一种试剂盒，所述试剂盒包含上述用于检测与鸡龙骨长相关的遗传标记的引物。
基于同一发明构思，本发明还提供上述一种试剂盒在鸡遗传育种中的应用。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明与鸡龙骨长相关的遗传标记在鸡遗传育种中的应用，涉及的SNP遗传标记为KL_foxo1和KL_postn，采用其中任一遗传标记或二者组合均有助于从遗传上改善鸡的龙骨长，将SNP遗传标记KL_foxo1和/或KL_postn应用于鸡的遗传育种，有利于获得具有更优龙骨长度的鸡品种，为解决鸡的骨骼代谢疾病提供一种新的途径。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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它的附图。
图1为龙骨长相关分子标记曼哈顿图；
图2为龙骨长相关分子标记QQ图；
图3为KL_foxo1和KL_postn遗传标记基因型与鸡龙骨长关联分析。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明整体思路如下：
动物遗传育种研究是一门开放的科学，对新涌现的方法和理论不断地兼收并蓄、圆融并用，尤其是基于统计学的遗传分析。近年来随着测序成本的下降，全基因组关联分析(Genome-wide association studies,GWAS)成为解析畜禽数量性状遗传结构强有力工具。利用GWAS方法研究碱基变异与表型值之间的关联，能够鉴别影响经济性状的分子标记，特别适用于难于测量性状、生命体晚期性状、限性性状以及屠宰性状。
基于此，本发明通过全基因组关联分析筛选龙骨长分子标记，应用高密度芯片进行基因分型，然后进行全基因组关联分析，得到两个与鸡龙骨长性状相关的SNP遗传标记KL_foxo1和KL_postn。与候选基因关联分析相比，GWAS有效解决了群体分层问题，定位结果更可靠；与QTL连锁分析相比，GWAS标记密度高，可解析稀有、低频变异，可分析复杂性状的遗传结构，还可识别新型变异。高新技术的应用，是确保我们得到可靠遗传标记的前提。
下面将结合实施例及实验数据对本申请与鸡龙骨长相关的遗传标记在鸡遗传育种中的应用进行详细说明。
实施例1
采集表型数据
试验数据采集自江苏省家禽科学研究所蛋鸡资源群体。简言之，以绿壳蛋鸡与白来航鸡组建F2分离群体。F1群体由513只鸡组成，F2群体由1744只鸡组成。试验鸡以三段式饲养，0～7周为育雏阶段，8～18周为育成阶段，18周之后为产蛋阶段。试验鸡只单独戴翅号、单笼饲养，笼具为三层阶梯式，饲喂常规饲料。产蛋期自由采食，以乳头饮水器供水。产蛋鸡饲料组分包括16.5％粗蛋白，11511kJ/kg饲料代谢能。鸡舍以风机、湿帘降温，机械化喂料、清粪。按照江苏省家禽研究所制定的免疫程序进行常规免疫。试验鸡于40周龄测量龙骨长，即以皮尺测量龙骨前端至龙骨末端之距离。
对系谱记录及生产数据进行初步筛选，去除明显错误、重复的数据后，去除离群值，整理成excel表格形式。数据清洗后，收集资源群体40周龄龙骨长数据4736条。经单因素方差分析，确定将品种、批次、鸡舍列为固定效应。然后，用WOMBAT软件分析资源群体40周龄龙骨长方差组分以及遗传参数。
实施例2
分子标记的挖掘
以一次性注射器从试验鸡翅静脉采集血样2ml左右，置入BD抗凝管(苏州碧迪医疗器械有限公司)，-70℃保存。从血液样品提取基因组DNA，经0.8％琼脂糖电泳检测以及紫外分光光度检测，合格后稀释DNA样品至50±5ng/μl，用于基因芯片分型。
利用昂飞公司的鸡高密度基因芯片600K ChickenGenotyping Array进行基因分型，参照芯片说明书进行数据的质量控制，主要包括：利用APT软件进行分型前的质量控制；用PLINK进行质量控制，剔除检出率低于0.97，偏离哈代温伯格平衡的SNP标记；以metrics.R、SNP_filter.R以及SNP CR、FLD信息分析，筛选SNP；以BEAGLE进行基因型填充。质控后剩余435867个SNPs和1512个样本用于后续分析。
全基因组关联分析之前先进行多维度主成分分析以消除假阳性，以前5个主成分作为协变量参数加入到遗传模型的固定效应。利用R脚本“simple”方法计算各SNPs位点独立检验估计，得到了59308个独立标记。利用Bonferroni进行校正，得到基因组显著阈值为8.43×10-7，基因组建议阈值为1.69×10-5。以混合线性模型分析实例1获得的鸡龙骨长伪表型值，获得各个SNPs标记显著性检验P值。线性模型的矩阵表达式为，
y＝Wα+xβ+Gu+ε
其中y代表样本表型值向量；W代表协方差矩阵；G为基因组遗传关系矩阵；α为截距向量；x标记的基因型向量；u为育种值；ε为残差。
对1512只鸡龙骨长表型值进行全基因组关联分析，结果如图1、图2所示。由曼哈顿图可知，鸡的1号染色体存在基因组显著水平标记，具体定位到FOXO1和POSTN两个基因。此外，在4号、5号、7号、20号以及27号染色体筛选得到基因组潜在水平标记。QQ图进一步验证GWAS结果可靠。将筛选到的40周龄龙骨长分子标记汇总，如表1所示：
表1基因组显著水平的分子标记
其中：所述标记染色体物理位置参考鸡全基因组(bGalGal1.mat.broiler.GRCg7b)。
实施例3
分子标记的验证
应用实施例2所得的2个SNP分子标记对东乡绿壳蛋鸡-白来航鸡资源群体进行关联分析。具体操作步骤如下：
1)PCR引物：从NCBI网站下载DNA模板序列信息，以primer premier软件设计PCR扩增引物，引物信息如表2所示。
表2检测龙骨长分子标记所用扩增引物
2)基因组DNA提取：以CTAB法提取血液样品基因组DNA，经紫外分光光度计检测、琼脂糖电泳检测合格后进行PCR扩增。
3)PCR扩增过程：
①反应体系：10μl体系包括鉴定材料DNA模板50ng，正、反向引物各l0 ng,5μL 2×power Taq MasterMix，剩余体积用超纯水补足。
②反应程序：首先94℃变性30s,依照表2所述温度退火30s，72℃延伸30s，共5个循环；接着94℃变性30s，依照表2所述温度退火30s，72摄氏度延伸30s，共30个循环；72℃延伸5min，4℃保存。
4)扩增产物送至测序公司进行序列多态性检测。
5)关联分析：受试个体均有基因型和40周龄表型数据，然后进行关联分析，分析结果如图3所示。
从图3可知，SNP分子标记KL_foxo1的TT基因型个体龙骨长大于GT基因型个体龙骨长，GT基因型个体龙骨长大于GG基因型个体龙骨长；SNP分子标记KL_postn的TT基因型个体龙骨长大于CT基因型个体龙骨长，CT基因型个体龙骨长大于CC基因型个体龙骨长。分子标记KL_foxo1、KL_postn的优势基因型均为TT。
通过全基因组关联分析，筛选得到与鸡龙骨长相关SNP分子标记。验证实验表明，选择2个SNP分子标记的有利基因型可以改善鸡的龙骨长。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.与鸡龙骨长相关的遗传标记在鸡遗传育种中的应用，其特征在于，所述与鸡龙骨长相关的遗传标记包括KL_foxo1和/或KL_postn；
所述KL_foxo1的SNP编号为rs314977251，对应于NCBI中公布的鸡参考基因组bGalGal1.mat.broiler.GRCg7b版本序列信息1号染色体正义链第170460039位，位于基因FOXO1上游795bp，此处碱基为G或T；
所述KL_postn的SNP编号为rs313570355，对应于NCBI中公布的鸡参考基因组bGalGal1.mat.broiler.GRCg7b版本序列信息1号染色体正义链第171878080位，位于基因POSTN上游1.3kb，此处碱基为T或C。
2.一种鸡龙骨长性状的早期选择方法，其特征在于，所述早期选择方法包括基于遗传标记KL_foxo1和/或KL_postn的基因型对鸡龙骨长性状进行早期选择；
所述KL_foxo1的SNP编号为rs314977251，对应于NCBI中公布的鸡参考基因组bGalGal1.mat.broiler.GRCg7b版本序列信息1号染色体正义链第170460039位，位于基因FOXO1上游795bp，此处碱基为G或T；
所述KL_postn的SNP编号为rs313570355，对应于NCBI中公布的鸡参考基因组bGalGal1.mat.broiler.GRCg7b版本序列信息1号染色体正义链第171878080位，位于基因POSTN上游1.3kb，此处碱基为T或C。
3.根据权利要求2所述的一种鸡龙骨长性状的早期选择方法，其特征在于，所述早期选择方法具体包括：
检测待测鸡KL_foxo1和/或KL_postn的基因型；
基于所述KL_foxo1和/或所述KL_postn的基因型对待测鸡的龙骨长性状进行早期选择；
其中，所述KL_foxo1的TT基因型个体龙骨长大于GT基因型个体龙骨长，GT基因型个体龙骨长大于GG基因型个体龙骨长；
所述KL_postn的TT基因型个体龙骨长大于CT基因型个体龙骨长，CT基因型个体龙骨长大于CC基因型个体龙骨长。
4.根据权利要求3所述的一种鸡龙骨长性状的早期选择方法，其特征在于，所述检测待测鸡KL_foxo1和/或KL_postn的基因型，具体包括：
检测待测鸡KL_foxo1和/或KL_postn的基因型，其中，检测待测鸡所述KL_foxo1的基因型的方法包括：
以PKL_F1f和PKL_F1r为引物，对待测鸡的基因组DNA进行PCR扩增；
对PCR扩增产物进行测序，获得待测鸡1号染色体正义链第170460039位的基因型；
检测待测鸡所述KL_postn的基因型的方法包括：
以PKL_P2f和PKL_P2r为引物，对待测鸡的基因组DNA进行PCR扩增；
对PCR扩增产物进行测序，获得待测鸡1号染色体正义链第171878080位的基因型；
其中，所述PKL_F1f的碱基序列如SEQ ID NO.1所示，所述PKL_F1r的碱基序列如SEQ IDNO.2所示，所述PKL_P2f的碱基序列如SEQ ID NO.3所示，所述PKL_P2r的碱基序列如SEQ IDNO.4所示。
5.用于检测与鸡龙骨长相关的遗传标记的引物，其特征在于，包括检测KL_foxo1的引物和/或检测KL_postn的引物，所述检测KL_foxo1的引物包括PKL_F1f和PKL_F1r，所述检测KL_postn的引物包括PKL_P2f和PKL_P2r；
所述PKL_F1f的碱基序列如SEQ ID NO.1所示，所述PKL_F1r的碱基序列如SEQ ID NO.2所示，所述PKL_P2f的碱基序列如SEQ ID NO.3所示，所述PKL_P2r的碱基序列如SEQ IDNO.4所示。
6.如权利要求5所述的引物在鸡遗传育种中的应用。
7.一种试剂盒，其特征在于，所述试剂盒包含如权利要求5所述的引物。
8.如权利要求7所述的一种试剂盒在鸡遗传育种中的应用。
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H. ZHANG等: ""Fine-mapping of quantitative trait loci for body weight and bone traits and positional cloning of the RB1 gene in chicken"", 《J. ANIM. BREED. GENET》, vol. 128, 31 December 2011 (2011-12-31), pages 366 - 375 *
MANMAN SHEN等: ""Genome-Wide Association Studies for Comb Traits in Chickens"", 《PLOS ONE》, vol. 11, no. 7, 18 July 2016 (2016-07-18), pages 6 *
姜宏正等: ""儋州鸡体尺性状全基因组关联分析"", 《中国畜牧兽医2》, vol. 49, no. 2, 31 December 2022 (2022-12-31), pages 598 - 607 *
潘泽滚等: ""藏鸡FoxO1基因多态性及与屠宰和生长性状的关联分析"", 《中国家禽》, vol. 44, no. 4, 31 December 2022 (2022-12-31), pages 13 - 21 *

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