[發明專利]基于梅花鹿全基因組開發的STR分子標記及其應用

有效

• 申請號: 201710599880.2
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107354151B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 邢秀梅;胡鵬飛;徐佳萍;劉華淼;張正義
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院特產研究所
• 主分類號: C12Q1/6888
• 分類號: C12Q1/6888;C12N15/11
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;黃爽

本發明公開了基于梅花鹿全基因組開發的STR分子標記及其應用。以梅花鹿全基因組序列為基礎進行STR位點篩選、引物設計及應用效果驗證，最終獲得高擴增效率、高識別率的梅花鹿STR分子標記，用于擴增所述STR分子標記的引物序列分別如SEQ ID NO:1?62所示。本發明開發的梅花鹿STR位點含有4堿基重復單元，較常規的2?3堿基重復單元辨識度更高、更穩定，基因判型更容易；可以為梅花鹿群體遺傳學研究提供便捷有效的分子標記。

技術領域

本發明涉及動物資源學、分子生物學和生物信息學領域，具體地說，涉及基于梅花鹿全基因組開發的STR分子標記及其應用。

背景技術

隨著各類哺乳動物基因組計劃的完成，測序技術和生物信息學分析技術的飛速發展，人們的目光越來越多地集中在特種經濟動物遺傳資源的評價、保護和利用上，特別是梅花鹿遺傳資源。由于野生梅花鹿具有特殊的藥用價值，我國在公元前14—12世紀就開始對野生梅花鹿進行家養化利用，是世界上養殖梅花鹿最早的國家，同時也是最早將梅花鹿產品應用于醫藥保健的國家，主要用于中藥和保健品原料。目前我國的野生梅花鹿己十分罕見，僅存在于一些片段化生境中，其分布區正在不斷縮減，野生梅花鹿已處于瀕危狀態，早已被列入中國國家一級保護動物，中國瀕危動物紅皮書：瀕危。對于梅花鹿遺傳資源的評價和利用，指的是家養梅花鹿，由野生東北梅花鹿馴化而來。野生梅花鹿經過多年人工馴養，變得溫順，適應性強，生產力和遺傳力穩定，成為發展養鹿業的物質基礎和有力保證。但由于單純追求高效益，沒有相應的原種保護措施，已使家養梅花鹿6個選育品種和1個品系種質資源的保留受到品種間雜交和種間雜交的影響，這些品種都不同程度退化和改變，有些品種呈現下降或滅絕趨勢。此外，梅花鹿養殖過程中，錯誤的系譜記錄非常普遍，對后續的遺傳力評價和育種值預測產生了不良影響。養鹿業的持續發展不僅僅是鹿茸產量的持續提高，也包括了未來市場對質量和品種的需求，因此需要儲備更多的遺傳資源以適應未來環境的變化。現階段我們需要科學、合理地評價中國的家養梅花鹿資源，制定合理的保種計劃，并采取切實可行的保種措施，才能保證養鹿業的可持續發展。開發遺傳標記構建分子系譜，對其群體內和個體間的遺傳關系有了進一步的了解，建立系譜用于梅花鹿育種改良，配種方案的制定、血緣關系、近交率的確定，以及群體遺傳參數的估計，進而提高梅花鹿群體總體質量，另一方面也可以為梅花鹿遺傳資源的有效保護提供理論依據。

短串聯重復序列(short tandem repeat，STR)又稱微衛星DNA(micro satelliteDNA)，是一種高度重復序列，由核心序列和側翼序列構成。核心序列堿基數為1-6bp，其中核心序列為1-4bp的微衛星最為常見。核心序列的重復數決定了微衛星標記多態性，而側翼序列將微衛星特異定位于染色體的某一位置。在真核生物的染色體上存在大量的微衛星位點。微衛星標記是一種中性遺傳標記，不編碼蛋白質和RNA，但既可以分布于基因組的編碼區，也可以分布非編碼區。分布于非編碼區的微衛星標記是最為常見的遺傳標記，因為它不受選擇壓的影響，能夠從根本上反映變異的進程，而分布于編碼區的微衛星標記則有可能由于影響的蛋白質功能而受到選擇的影響。STR位點在基因傳遞過程中遵循孟德爾共顯性方式遺傳，因其片段短、擴增效率高、判型準確等特點，已廣泛應用于法醫學個體識別和親子鑒定等領域。自1990年初以來，微衛星標記廣泛適用于人口結構和父權分析，它相對廉價，相比二等位標記，如單核苷酸多態性，它的每個標記基因型會提供更多的群體遺傳信息。

STR位點的開發就是檢測出STR兩側的核苷酸序列，以此作為設計PCR擴增引物的根據，以便在不同品種或不同個體間擴增出多態性微衛星DNA片段。用于微衛星標記的開發技術歸納起來主要有6種，分別是：直接文庫篩選法、基于錨定PCR技術的方法、單引物延伸富集法、選擇雜交富集法、SSR轉移擴增法、生物信息學方法。