[發明專利]一種基于全基因組STR建立動物親權鑒定系統的方法

有效

• 申請號: 201410757128.2
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN104480205A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 李生斌;李波;劉清波;常遼;熊子軍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C12Q1/68
• 分類號: C12Q1/68
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及一種親權鑒定系統的建立方法，特別涉及一種基于全基因組序列中STR位點建立用于動物親權鑒定系統的方法。

背景技術

無論是對珍稀動物種質資源的保護，還是對具有較高經濟價值動物的繁育，要求對動物個體識別與親權鑒定的事件越來越多。例如，對大熊貓進行親子鑒定和個體識別，有助于避免人工飼養繁殖中近親繁殖的難題，對拯救大熊貓物種有重要意義。又如，在現代育馬業及賽馬業中，對一些優秀品種的馬匹進行出生來源鑒定也備受重視。

DNA分子標記由于能直接反映遺傳物質本身或基因組的變化差異等，且大多數呈中性突變，遺傳較為穩定，符合孟德爾遺傳規律，不受生理期和環境的影響，并在群體中具有高度多態性和較高的雜合度等，因此在動物個體識別和親權鑒定方面有重要的應用前景。DNA分子標記主要包括限制性片段長度多態性、隨機擴增DNA多態性、DNA指紋圖、小衛星DNA、微衛星DNA標記和單核苷酸多態性分析等。

微衛星DNA，又稱短串聯重復序列(Short?Tandem?Repeat，STR)，是以1～6個堿基為核心而組成的短串聯重復序列，廣泛隨機地分布于真核生物基因組中，在動物基因組DNA序列中，平均6～10kb就可能出現一個，其一般大小為100～350堿基。微衛星DNA比其他標記更具有檢測方法簡便、快速，分析材料廣泛，重復性好，結果可靠等優點，因此被認為是進行個體識別與親權鑒定的絕佳分子標記。

親權鑒定的基本原理有兩點：

1，在肯定子代的某個標記基因是來自生父，而假設父親并不帶有這個基因的情況下，可以排除它是該子代的父親。由此可知，被檢查的血型系統或DNA分子標記個數越多，假設父親被排除的幾率越大；

2，在肯定子代的某些標記基因是來自生父，而假定父親也帶有這些基因的情況下，不能排除它是該子代的生父。這時可以計算出它是該子代生父的概率，在使用多個遺傳標記時，通常計算其累積排除概率：假設若干相互獨立的標記個數排除概率分別為P₁、P₂……P_n，則n個相互獨立的標記個數的累積排除概率為：

P_c＝(1-P₁)(1-P₂)……(1-P_n)

在動物育種及家畜問題引起的民事糾紛中，STR分型技術已經被用于多種動物的親子鑒定，但是由于傳統方法在開發和利用微衛星DNA標記的同時，必須首先通過克隆STR位點，測序得到其兩側特異的保守序列，并以此設計引物。該方法整個過程周期長，并且篩選通量低，從而給STR的應用帶來了一定的困難和障礙。目前隨著測序技術的發展和測序通量的不斷提高，越來越多的全新物種基因組得到解碼，可以通過STR查找軟件非常方便的查找STR位點及其兩側序列。基于此，本發明開發了從基因組參考序列出發，建立動物STR親權鑒定系統的方法。

經過文獻檢索，未見與本發明相同的公開報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在動物全基因組序列中篩選STR位點進而建立STR親權鑒定系統的方法。

本發明建立了一套基于全基因組參考序列信息建立該物種STR親權鑒定系統的整套方法。依據本發明中的方法，能夠快速建立目標物種的STR親權鑒定系統，該系統能夠有效鑒定動物個體間的親子關系及親緣關系，因此能夠為動物育種提供有力指導。

一種基于全基因組STR建立動物親權鑒定系統的方法，包括以下步驟：

1)全基因組STR位點查找：通過串聯重復序列查找軟件Tandem?Repeat?Finder(TRF)在所研究物種全基因組尋找所有STR位點；

2)STR位點的初步篩選：統計出該物種全基因組參考序列中重復單位為4個堿基的STR位點，參考該物種群體遺傳多態性高低情況，并從中隨機選取50～300個STR位點；

3)引物設計：對于步驟2)中所選取的每一個STR位點，在串聯重復序列前后兩端200堿基長度的保守序列內，分別設計用于多核苷酸擴增反應的正向引物和反向引物；

4)動物群體隨機抽樣并提取基因組DNA：在所研究的動物群體中通過隨機抽樣的方式獲得樣本，并提取樣本中所有個體的基因組DNA；

5)STR位點群體多態性驗證：

①使用步驟3)中的引物分別擴增樣本中所有個體的基因組DNA目標基因組區域；

②擴增產物經分離后進行基因分型；

③對于具有遺傳多態性的STR位點，估算各等位基因頻率；