[發明專利]基于DNA標記的犬類品系鑒定方法

有效

• 申請號: 201711109335.7
• 申請日: 2017-11-11
• 公開（公告）號: CN107871060B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 劉毓文;楊承;耿燦
• 申請（專利權）人: 深圳深知生物科技有限公司
• 主分類號: G16B30/00
• 分類號: G16B30/00;G16B40/00;G16B50/30;G06K9/62
• 代理公司: 深圳卓正專利代理事務所(普通合伙) 44388
• 代理人: 萬正平

本發明公開了一種通過寵物犬DNA SNP標記準確進行品系鑒定的方法，所述方法包括步驟：1)獲得寵物犬DNA SNP標記數據；2)對步驟1)中所述的SNP標記數據進行層次聚類，所述層次聚類中加入了遷徙的參數；3)對步驟1)中所述的SNP標記數據進行種群混合物分析，所述種群混合物分析中，對混合品系的數量加以限制；4)將基因組分成小塊區域，并對每一個區域用隨機森林算法進行犬種歸類，用隱馬爾可夫鏈對小塊基因區域的品系歸類進行平滑處理，用最大似然估計對家族譜系進行估計，獲得犬只父母的品系混合成分，完成譜系推斷。

技術領域

本發明屬于基因檢測領域，本發明涉及基于DNA標記的犬類品系鑒定方法。

背景技術

犬類遺傳品系鑒定的方法目前主要分為三大類：第一類是通過紀錄在案的犬類家譜信息判斷犬類的品系；第二類是通過犬類外觀性狀進行品系判斷；第三類是通過DNA微衛星位點(STR)對品系進行判斷。

上述三類遺品系鑒定方法都有技術缺點。第一類遺品系鑒定的方法具有如下技術缺點：1)需要犬類一直保持有系統的家譜文件，如果文件丟失，或者文件被篡改(不良寵物販為了欺騙消費者常用此手段)，寵物品系的判斷將出現錯誤；2)市場上流通的或者寵物主人飼養的混種寵物犬種，絕大多數都沒有系統的家譜文件，所以根本無法準確判斷其品系組成。第二類遺品系鑒定的方法具有如下技術缺點：1)通過寵物外觀，很難區分出品系接近的狗種；2)判斷非常主觀，且無法提供客觀證據支持；3)無法定量判斷出品系的純度有多高；4)如果是混血品種，幾本無法從外觀準確判斷品系組成。第三類遺品系鑒定的方法具有如下技術缺點：1)因為STR標記位點數量少，準確判定依賴于數量巨大的犬類數據庫；2)實驗流程很難方便兼容入二代測序平臺，無法與其它與二代測序DNA為基礎的疾病檢測和性狀預測有效的組合成一個一體化的實驗方法；3)由于STR標記位點數量少，信息量有限，該方法對純種血統有可以接受的分辨率，但對于多品系混雜的犬類無法做出準確判斷。

發明內容

本發明人基于犬類22萬個DNA SNP標記信息，開發了一種遺傳算法，用以通過犬類DNASNP數據判斷犬類的品系組成。

在第一方面，本發明提供了一種通過寵物犬DNA SNP標記準確進行品系鑒定的方法，所述方法包括步驟：

1)獲得未知品系寵物犬DNA SNP標記數據，

2)對步驟1)中所述的SNP標記數據進行層次聚類，所述層次聚類中加入了遷徙的參數；

3)對步驟1)中所述的SNP標記數據進行種群混合物分析，所述種群混合物分析中，對混合品系的數量加以限制；

4)將基因組分成小塊區域，并對每一個區域用隨機森林算法進行犬種歸類，用隱馬爾可夫鏈對小塊基因區域的品系歸類進行平滑處理，用最大似然估計對家族譜系進行估計，獲得犬只父母的品系混合成分，完成譜系推斷。

在一個實施方案中，步驟3)中所述混合品系的數量被限制在30種以內。

在一個實施方案中，步驟2)中對于遷徙造成的種群混合，令X和Y分別為父系和母系種群，Z為子系種群，Z在給定遺傳標記位點的頻率為

t描述了種群進化樹分支的長度，w描述了因遷徙造成的種群混合(w＝0是不考慮遷徙情況的特例)。

在一個實施方案中，步驟3)中對遺傳標記數據進行矩陣分解：

其中L矩陣的每個元素需要滿足0≤L_ij≤1,且每行之和為1。

在一個實施方案中，步驟4)中使用最大似然估計對如下似然率模型擬合推算：

其中分別是指數分布和多項分布的參數。