TW201809283A - 具有成長性遺傳性狀之老虎斑之鑑定方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種開發出老虎斑之高成長性標記,不殺死個體而可辨別具有高成長性之性狀之魚的方法。利用針對褐帶石斑魚開發出之遺傳標記,製作老虎斑之遺傳圖,針對養殖老虎斑之體重較大之群及較小之群,對上述遺傳標記進行QTL分析,結果發現對成長性遺傳性狀造成影響之6個主要之遺傳標記(連鎖群12上之DNA標記座Ebr00010FRA(序列編號1)及Ebr00935FRA(序列編號2)、以及連鎖群21上之DNA標記座Ebr00846FRA(序列編號3)、Ebr00924FRA(序列編號4)、CfuSTR210(序列編號5)及Ebr01255FRA(序列編號6))。
Description
本發明係關於一種鑑定具有高成長性之遺傳性狀(以下稱為「成長性遺傳性狀」)之老虎斑(Tiger Grouper/Epinephelus fuscoguttatus)之方法,更詳細而言,關於一種使用特定之DNA標記(以下亦稱為「遺傳標記」或「MS標記」)而鑑定具有成長性遺傳性狀之老虎斑之方法。
鮨科魚類一般市場價值較高,作為鮨科之魚之老虎斑係於東南亞各國積極養殖。於老虎斑之養殖中,於成為可出貨到市場之尺寸之前,需要2年左右之長時間。
發明人等已發表使用虹鱒(Oncorhynchus mykiss)及褐帶石斑魚(Kelp Grouper/Epinephelus bruneus)之微衛星所製作之連鎖圖、及使用其之成長性遺傳性狀之QTL分析的結果(非專利文獻1、2等)。
[先前技術文獻]
[非專利文獻]
非專利文獻1:Genetics 155 (3) 1331-1345 (2000)
非專利文獻2:Mar Biotechnol DOI 10.1007/s10126-015-9673-5
(2015)
養殖老虎斑係成長需要長時間,為了出貨,必須設置數年之飼養時間。因此,飼料等飼養成本較大,罹患傳染病之風險亦較大。因此,若可篩選具有成長性遺傳性狀之個體,則可使該等之成本或風險為最小範圍,提昇養殖現場之生產性,使種苗生產現場之育種研究效率化。
本發明提供一種可開發出老虎斑之高成長性標記,辨別具有高成長性之性狀之魚之方法。
發明人等利用針對褐帶石斑魚(Kelp Grouper/Epinephelus bruneus)開發出之遺傳標記(非專利文獻2)(100個左右),針對老虎斑之父體、母體及其子孫(分析家族),發現各遺傳標記間之關聯性(連鎖關係),藉此製作老虎斑之遺傳圖(省略詳細內容)。
另外,針對養殖老虎斑之體重(BW)較大之群及較小之群,對上述遺傳標記進行QTL分析,結果發現對成長性遺傳性狀造成影響之6個主要之遺傳標記(下述實施例1),於其他家族中確認其有用性(下述實施例2)。該情況顯示使用該等遺傳標記,可檢測老虎斑之成長性遺傳性狀。
即,本發明係一種用以鑑定具有成長性遺傳性狀之老虎斑之遺傳標記,其係由具有鹼基序列之多核苷酸所構成,該鹼基序列為下述(1)~(6)中之任一DNA標記座序列或其部分序列,且具有其微衛星序列:
(1)連鎖群12上之DNA標記座Ebr00010FRA(序列編號1)(其487~534位相當於微衛星序列);(2)連鎖群12上之DNA標記座Ebr00935FRA(序列編號2)(其131~162位相當於微衛星序列);(3)連鎖群21上之DNA標記座Ebr00846FRA(序列編號3)(其173~206位相當於微衛星序列);(4)連鎖群21上之DNA標記座Ebr00924FRA(序列編號4)(其321~344位相當於微衛星序列);(5)連鎖群21上之DNA標記座CfuSTR210(序列編號5)(其106~127位相當於微衛星序列);(6)連鎖群21上之DNA標記座Ebr01255FRA(序列編號6)(其113~136位相當於微衛星序列)。
又,本發明係一種鑑定老虎斑之成長性遺傳性狀之方法,其係由對自老虎斑、其卵或該等之加工品萃取之DNA,檢測其遺傳標記之操作所構成。
圖1係表示老虎斑之連鎖群(LG)12之MS標記之關聯的圖。F表示母體,M表示父體。標記座Ebr00010FRA及Ebr00935FRA分別處於同一連鎖群上。
圖2係表示老虎斑之連鎖群(LG)12之MS標記之關聯的圖。F表示母體,M表示父體。標記座Ebr00846FRA、Ebr00924FRA及CfuSTR210處於母體之同一連鎖群上,標記座CfuSTR210及Ebr01255FRA處於父體之同一
連鎖群上。
圖3係表示表1及2所示之3個標記座之鹼基序列之圖。粗體表示微衛星序列,下劃線表示實施例中所使用之引子序列。標記座Ebr00010FRA、Ebr00935FRA及Ebr00846FRA之微衛星序列(重複序列)分別為(ATGT)12、(AC)16及(AC)17。
圖4係表示表1及2所示之3個標記座之鹼基序列之圖。粗體表示微衛星序列,下劃線表示實施例中所使用之引子序列。標記座Ebr00924FRA、CfuSTR210及Ebr01255FRA之微衛星序列(重複序列)分別為(AC)12、(AC)11及(AC)12。
圖5係表示分析家族A中之MS標記(Ebr00010FRA)之檢測之凝膠電泳圖像。於該圖中,母魚具有No.1及No.4所表示之帶,公魚具有No.2及No.3所表示之帶,分析家族A之表現出高成長性狀之子孫1及2具有來自母體之No.4之帶,分析家族A之表現出低成長性狀之子孫3及4具有來自母體之No.1之帶。
將用於鑑定具有成長性遺傳性狀之老虎斑之本發明之遺傳標記示於下表。
該標記係發明人等針對褐帶石斑魚(Kelp Grouper/Epinephelus bruneus)開發出之遺傳標記(非專利文獻2)中所包含之遺傳標記,使用該等對老虎斑之成長性遺傳性狀進行QTL分析,結果發現該表1所示之遺傳標記對成長性遺傳性狀造成影響(參照下述實施例)。
一般而言,於較多之論文中顯示擴增MS區域之引子之序列即便於近緣種中保存性亦相對較高,MS標記即便於開發出其MS標記之種以外之近緣種中亦可利用(例如Morris et at.,1996;Sakamoto et al.,1996;Ohara et al.,2003)。該情況不僅於魚類中有所報告,亦於哺乳類等中有所報告(例如Moore et al.,1991)。因此,於本發明之老虎斑之成長性遺傳性狀之分析中,亦利用針對作為其近緣種之褐帶石斑魚開發出之遺傳標記(非專利文獻2)。
鑑定本發明之老虎斑是否具有成長性遺傳性狀之方法係由下述步驟所構成。
步驟1)
自老虎斑、其卵或該等之加工品萃取DNA,對該DNA擴增由包含下述任一標記座序列或其微衛星序列之部分序列所構成之多核苷酸。
(1)連鎖群12上之DNA標記座Ebr00010FRA(序列編號1)(其487
~534位相當於微衛星序列)
(2)連鎖群12上之DNA標記座Ebr00935FRA(序列編號2)(其131~162位相當於微衛星序列)
(3)連鎖群21上之DNA標記座Ebr00846FRA(序列編號3)(其173~206位相當於微衛星序列)
(4)連鎖群21上之DNA標記座Ebr00924FRA(序列編號4)(其321~344位相當於微衛星序列)
(5)連鎖群21上之DNA標記座CfuSTR210(序列編號5)(其106~127位相當於微衛星序列)
(6)連鎖群21上之DNA標記座Ebr01255FRA(序列編號6)(其113~136位相當於微衛星序列)
作為該擴增(PCR反應)中使用之引子,只要為可擴增上述微衛星序列之多核苷酸者即可,只要為於較佳為嚴格之條件下,與該多核苷酸特異性地雜交之寡核苷酸,則並無限定。此處,特異性地雜交意指於通常之雜交條件下、較佳為嚴格之條件下,不會與編碼其他蛋白質之DNA顯著地產生交叉雜交。嚴格之條件例如為60℃、6×SSC之條件。
作為此種引子,可使用:為由下述任一標記座序列中之連續之至少18個鹼基所構成之寡核苷酸,且為由夾著其微衛星序列之2個鹼基序列中之一鹼基序列所構成之多核苷酸、及與由另一鹼基序列所構成之寡核苷酸互補之寡核苷酸、或與該等互補之序列之2個寡核苷酸。
(1)連鎖群12上之DNA標記座Ebr00010FRA(序列編號1)(其487~534位相當於微衛星序列)
(2)連鎖群12上之DNA標記座Ebr00935FRA(序列編號2)(其131~162位相當於微衛星序列)
(3)連鎖群21上之DNA標記座Ebr00846FRA(序列編號3)(其173~206位相當於微衛星序列)
(4)連鎖群21上之DNA標記座Ebr00924FRA(序列編號4)(其321~344位相當於微衛星序列)
(5)連鎖群21上之DNA標記座CfuSTR210(序列編號5)(其106~127位相當於微衛星序列)
(6)連鎖群21上之DNA標記座Ebr01255FRA(序列編號6)(其113~136位相當於微衛星序列)
該等引子係由較佳為18~25個、更佳為20~25個鹼基所構成之寡核苷酸。
又,作為擴增產物之分析方法,可使用質譜法或毛細管電泳法等。
步驟2)
另外,繼代培養可見成長性遺傳性狀之系統之老虎斑。該繼代培養通常進行2代左右。對該老虎斑,以與上述步驟1)相同之方式擴增微衛星序列。
步驟3)
將1)與2)之步驟之擴增結果進行比較,於該等一致之情形時,鑑定為老虎斑具有成長性遺傳性狀。於不一致之情形時,鑑定為老虎斑並非為成長性遺傳性狀。於該步驟中,於進行比較之多核苷酸之尺寸一致之情形時,可鑑定為老虎斑具有成長性遺傳性狀。
用以使用本發明之DNA標記而鑑定老虎斑是否具有成長性遺傳性狀之診斷套組係由上述PCR用引子所構成,進而,亦可包含耐熱性DNA聚合酶(Taq聚合酶等)、或為了進行檢測而與擴增產物配對之探針。進而,該套組可包含例如去氧核糖核苷三磷酸(dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、緩衝劑等作為其他消耗試劑。
[實施例]
以下,利用實施例來例證本發明,但並非意欲限定本發明。
飼養例
作為分析家族,製作出交配家族。於該製作中,使用由泰國水產局甲米研究所飼養之老虎斑。各分析家族係藉由公1個個體及母1個個體對老虎斑進行人為交配,製作出F1代3個家族(分析家族A、分析家族B、分析家族C)。
實施例1
針對藉由上述人為交配所製作出之各分析家族,於將所獲得之魚苗飼養5個月後,除去形態異常個體或氣鰾不良個體,以平均150mm左右對相同尺寸之正常魚之各個體將個體鑑定用PIT標記插入至體內,用於評價飼養試驗。最終,將分析家族A之500個個體、分析家族B之270個個體、分析家族C之262個個體用於高成長性狀評價試驗。各分析家族係分別於不同之養魚池中飼養12個月。於飼養試驗後測定體重,評價高成長性狀。
<標記型之判定>
以1cm見方之大小採集進行表現型之判定之回交育種家族之各個體的尾鰭,加入包含裂解緩衝液(lysis buffer)[125mM之NaCl、10mM之Tris
-HCl(pH7.5)、10mM之EDTA(pH8.0)]、5μl之蛋白酶K(Proteinase K)(20mg/ml)(Takara)、50μl之10%SDS之消化溶液500μl,於37℃培養一晚。加入等量之PCI(苯酚:氯仿:異戊醇=25:24:1)並充分地加以混合,進行離心分離(12000rpm,25℃,10分鐘),將上清液轉移至新管中。進而,加入等量之CIA(氯仿:異戊醇=24:1)並進行倒置混合後,進行離心分離(12000rpm,25℃,5分鐘),將上清液轉移至新管中。於其中加入1/10量之3M乙酸鈉,繼而,加入等量之2-丙醇,進行倒置混合。進行離心分離(15000rpm,4℃,10分鐘),確認到DNA顆粒析出後,捨棄上清液。加入1ml之70%乙醇並進行倒置混合,藉此清洗DNA顆粒及管之壁面,其後,進行離心分離(15000rpm,4℃,5分鐘),捨棄上清液,進行5分鐘左右之風乾。於風乾後,加入50μl之TE緩衝液[10mM之Tris-HCl(pH8.0)、1mM之EDTA(pH8.0)]而進行DNA之溶解。
於第1階段之分析中,使用石斑魚、褐帶石斑魚類MS標記(非專利文獻2),使用包含表1所示之MS標記之合計456個MS標記座進行分析。將本實施例中所使用之引子(僅為與表1之MS標記對應者)示於表2。引子之合成及螢光標識均委託給Operon Biotechnology股份有限公司。將正向引子(forward primer)之5'側進行螢光標識(TET)而使用。關於該其他標記,亦以相同之方式合成引子(省略詳細內容)。
關於PCR法,於含有10×PCR反應緩衝液(Mg2+)、2.5Mm之dNTP、1%BSA、5U Taq DNA聚合酶(Takara:Ex-Tag)50ng之模板DNA之11μl之溶液中,藉由GeneAmpPCRSystem 9700(Applied Biosystems),於95℃進行3分鐘初期改質後,以於95℃改質30秒、於62℃黏著1分鐘、於72℃伸長1分鐘作為1個循環,於72℃進行5分鐘最終伸長30個循環,急冷至12℃,藉此進行PCR。PCR反應後,於所獲得之PCR產物中加入等量之負載染料(loading dye),藉由於95℃進行5分鐘熱改質而使之為單鏈,藉由6%改質聚丙烯醯胺凝膠進行電泳。電泳後,利用生物成像掃描儀(FLA-9000;FUJIFILM)讀取玻璃板,並利用電腦進行影像化,藉由標記而判定擴增之等位基因之分離圖案(標記型)。於該藉由電泳之分析中,亦有使用藉由ABI3100(Applied Biosystems)之DNA片段分析法之情形。使用合計456個MS標記進行分析。
<QTL分析>
關於分析家族A,首先,於第一階段之分析中使用成長較佳之45個個體及成長較差之45個個體。其次,針對於第1階段之分析中統計學上顯著
之遺傳標記(與高成長形狀具有關聯性),使用所有個體(500個個體)進行第2階段之分析。
於使用分析家族A之第1階段之分析中,使用上述MS標記,收集成長較佳之45個個體與成長較差之45個個體之合計90個個體及其父母之標記型的資訊,調查表現型(高成長、低成長)與標記型之對應關係。表現型係使用各個體之體重。於QTL分析中使用MapQTL軟體。
將使用標記Ebr00010FRA之電泳之結果示於圖5。子孫1及2為高成長之個體,子孫3及4為低成長之個體。可知高成長之子孫1及2繼承父母之帶No.4。對所有個體(90)進行相同之分析(省略結果)。將結果示於下表。對其他標記亦進行相同之分析(省略結果)。
於第2階段中,將分析個體數增加至所有個體即500個個體,使用於第1階段之檢驗中顯著之MS標記(P<0.05)而收集標記型之資訊,以與第1階段相同之方式調查表現型與標記型之對應關係。
將所獲得之結果彙總於表4。
認為於第1階段之分析中,連鎖群12之5標記座及連鎖群21之4標記座係Kruskal-wallis test:P<0.05,又,超過作為MapQTL軟體之全染色體水平之Lod分數(Lod score)>2.2(殘留連鎖之可能性之水平),與高成長
性狀具有關聯性,且可謂於第2階段之分析中,連鎖群12之標記座Ebr00010FRA及Ebr00935FRA、以及連鎖群21之[坂本1]標記座Ebr00846FRA、Ebr00924FRA、CfuSTR210及Ebr01255FRA係Kruskal-Wallis test:P<0.05,又,成為大幅超過作為MapQTL軟體之實驗水平之Lod分數>1.9(視為連鎖之水平)之值,與高成長性狀具有關聯性。
其結果為,可謂於連鎖群12之標記座Ebr00010FRA及Ebr00935FRA、以及連鎖群21之標記座Ebr00846FRA、Ebr00924FRA、CfuSTR210及Ebr01255FRA中,為超過視為有連鎖之基準值(MapQTL軟體之實驗水平Lod分數>1.9)之Lod分數,與高成長性狀具有關聯性。
再者,於褐帶石斑魚(Kelp Grouper/Epinephelus bruneus)中,視為與
其高成長性狀具有關聯性之遺傳標記(非專利文獻2:連鎖群13之Ebr01242FRA、連鎖群17之Ebr00702FRA、Ebr00314FRA、連鎖群18之ElaSTR405Db、Ebr01212FRA)均Lod分數較低(0.00~0.54),可謂並非為與老虎斑之高成長性狀具有關聯性之遺傳標記。
實施例2
為了研究分析家族A中統計學上變得顯著之遺傳標記(與高成長性狀具有關聯性)之有效性,作為第3階段之分析,使用分析家族B及分析家族C之所有個體(分析家族B:270個個體,分析家族C:262個個體)進行分析。
於該分析中使用之QTL分析中,因分析家族之樣本數或分析標記數等,視為連鎖之基準值不同。表5(第3階段:其他家族)中之基準值成為以實驗水平計Lod分數>1.6被視為連鎖之水平。
可知於實施例1中,分析家族A中視為與高成長性狀具有關聯性之6個標記(連鎖群12之標記座Ebr00010FRA及Ebr00935FRA、以及連鎖群12之標記座Ebr00846FRA、Ebr00924FRA、CfuSTR210及
Ebr01255FRA)係於其他家族(分析家族B及分析家族C)中亦同樣地為統計學上顯著地與高成長性狀具有關聯性之遺傳標記。如此,顯示該等遺傳標記係於無關聯之多個家族中統計學上與高成長性狀顯著地具有關聯性,以此,可謂藉由該等遺傳標記所鑑定之高成長性狀於老虎斑中為遺傳性狀。
<110> 東京海洋大學等Tokyo University of Marine Science and Technology,et al.
<120> 具有成長性遺傳性狀之老虎斑之鑒定方法
<130> FS17-674PCT
<160> 18
<170> 專利版本3.5
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<213> 褐帶石斑魚
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Claims (6)
- 一種用以鑑定具有成長性遺傳性狀之老虎斑之遺傳標記,其係由具有鹼基序列之多核苷酸所構成,該鹼基序列為下述(1)~(6)中之任一DNA標記座序列或其部分序列,且具有其微衛星序列:(1)連鎖群12上之DNA標記座Ebr00010FRA(序列編號1)(其487~534位相當於微衛星序列);(2)連鎖群12上之DNA標記座Ebr00935FRA(序列編號2)(其131~162位相當於微衛星序列);(3)連鎖群21上之DNA標記座Ebr00846FRA(序列編號3)(其173~206位相當於微衛星序列);(4)連鎖群21上之DNA標記座Ebr00924FRA(序列編號4)(其321~344位相當於微衛星序列);(5)連鎖群21上之DNA標記座CfuSTR210(序列編號5)(其106~127位相當於微衛星序列);(6)連鎖群21上之DNA標記座Ebr01255FRA(序列編號6)(其113~136位相當於微衛星序列)。
- 一種鑑定老虎斑之成長性遺傳性狀之方法,其係由對自老虎斑、其卵或該等之加工品萃取之DNA,檢測申請專利範圍第1項之遺傳標記之操作所構成。
- 一種具有成長性遺傳性狀之老虎斑之鑑定方法,其係由下述步驟所構成:1)對自老虎斑、其卵或該等之加工品萃取之DNA,擴增作為申請 專利範圍第1項之遺傳標記之多核苷酸;2)對另外進行繼代培養且結果可見具有成長性遺傳性狀之系統的老虎斑,實施與上述1)相同之步驟;及3)將1)與2)之步驟之擴增結果進行比較,於該等一致之情形時,鑑定為老虎斑具有成長性遺傳性狀。
- 如申請專利範圍第3項之方法,其中,於步驟3)中,於進行比較之多核苷酸之尺寸一致的情形時,鑑定為老虎斑具有成長性遺傳性狀。
- 一種PCR用引子,其係由下述(1)~(6)中之任一DNA標記座序列中之連續之至少18個鹼基所構成的寡核苷酸,且係由:由夾著其微衛星序列之2個鹼基序列中之一鹼基序列所構成之多核苷酸、及與由另一鹼基序列所構成之寡核苷酸互補之寡核苷酸、或與該等互補之序列之2個寡核苷酸構成;(1)連鎖群12上之DNA標記座Ebr00010FRA(序列編號1)(其487~534位相當於微衛星序列);(2)連鎖群12上之DNA標記座Ebr00935FRA(序列編號2)(其131~162位相當於微衛星序列);(3)連鎖群21上之DNA標記座Ebr00846FRA(序列編號3)(其173~206位相當於微衛星序列);(4)連鎖群21上之DNA標記座Ebr00924FRA(序列編號4)(其321~344位相當於微衛星序列);(5)連鎖群21上之DNA標記座CfuSTR210(序列編號5)(其106~127位相當於微衛星序列); (6)連鎖群21上之DNA標記座Ebr01255FRA(序列編號6)(其113~136位相當於微衛星序列)。
- 一種診斷套組,其係用以鑑定老虎斑是否具有成長性遺傳性狀者,且包含申請專利範圍第5項之PCR用引子。
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