[發明專利]一種基于FBXW11甲基化評價公牛精子活力的方法及應用

有效

• 申請號: 201910399769.8
• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN110144407B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 黃金明;劉勇;魏曉超;王秀革;鞠志花;姜強;李彥芹;趙晗;高亞平;劉文浩;張亞冉;王金鵬;楊春紅;孫艷;王玲玲
• 申請（專利權）人: 山東省農業科學院奶牛研究中心;山東奧克斯畜牧種業有限公司
• 主分類號: C12Q1/6888
• 分類號: C12Q1/6888;G01N33/573;A01K67/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本公開屬于家畜分子遺傳生物技術領域，具體涉及一種基于FBXW11甲基化評價公牛精子活力的方法及應用。通過對公牛精液轉錄組進行高通量測序，本公開提供了FBXW11基因及11個影響公牛精子活力的甲基化位點，通過功能注釋和數據整合分析開發出可用于評價公牛精子活力高低甲基化位點標記，建立幾個關鍵甲基化位點的Bisulfite sequencing PCR檢測方法，可用于評價種公牛精子活力。采用本公開技術方案，通過對基因DNA甲基化差異情況進行分析，篩選攜帶理想性狀的個體或者是精液樣本，選育出高繁殖力的公牛和具有高精子活力的精液，以提高種公牛和母牛的繁殖效率，達到增加經濟效益的目的。

技術領域

本公開屬于家畜分子遺傳生物技術領域，具體涉及一種通過檢測FBXW11基因序列中的11個位點甲基化率對公牛精子活力進行評價的方法以及相應的試劑、引物在制備試劑盒中的應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本公開的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

優化繁殖效率是提高奶牛生產效率和經濟效益的重要途徑。人工授精技術是至今在奶業中唯一得到廣泛成功應用的繁殖技術，已對奶牛生產效率產生深遠的影響。通過優秀公牛的使用，公牛的遺傳優勢得到快速的擴散，并大大節省了飼養公牛的成本和人力。一頭公牛可生產凍精多達30萬劑。近30-40年來，世界奶牛的平均單產持續上升，但繁殖力卻呈下降趨勢(Lucy 2001；Oltenacu和Broom 2010)。由于一頭公牛與成千上萬頭的母牛息息相關，因此，選擇優秀公牛的遺傳潛能至關重要。至今，對于優秀種公牛的選擇包括育種價值的評估和精液品質特性的選擇。盡管一頭種公牛符合現有的選擇標準，然而其精液在人工授精的實踐中，母牛受胎率處在20％-45％的范圍內波動，存在很大的變異(Kastelic和Thundathil 2008)。出現這種現象的原因是，現有的精液品質評價技術手段還不能準確地檢測、預測精子的異常。伴隨著牛精液人工授精技術的廣泛應用，有關精液質量評價的技術和方法受到持續的關注，但目前還沒單一的高度可靠的方法能在實踐中應用。在牛精液生產環節，我國對于精液品質的評定主要包括的指標有：采精量、鮮精密度、鮮精活力、凍后活力、精子畸形率。其中精子活力是評估精液品質的主要指標，直接決定鮮精是否能夠用于凍精生產。《GB 4143-2008牛冷凍精液》國家標準規定牛鮮精活力不得低于60％，其精子活力的檢測依靠鏡檢的常規方法，檢測結果的主觀性較強。

目前已有從遺傳學的水平鑒定與精液品質相關的基因和標記，相關研究還處于初期階段，尚未有成熟的技術應用于生產。在種公牛的生產實踐當中，發明人發現全同胞的公牛雖然具有相似的遺傳背景，其精液品質的表型卻存在顯著的差異，發明人推測這可能是由于表觀遺傳修飾引起的。因此，發明人認為，提供一種可用于評價精子活力的基因及該基因在公牛表觀遺傳修飾中存在的差異，通過對差異化修飾情況的分析篩選出具有理想遺傳性狀的精液樣本，對于篩選種公牛和提高母牛的繁殖效率具有重要意義，有效提高經濟效益。

FBXW11基因F-box蛋白家族成員之一，是SCF型泛素連接酶E3的構成成分。泛素連接酶E3是機體內泛素蛋白酶體通路的關鍵組分，用于對體內蛋白的特異性識別，也是泛素蛋白酶體通路的核心功能。已被證明的是在機體的所有器官中，睪丸器官內的蛋白物質，受泛素蛋白酶體通路調節的比例約是其他器官的4倍。Morohoshi等人研究發現，小鼠顆粒細胞泛素連接酶亞基β-TrCP(FBXW11)對小鼠的精子生成至關重要。顆粒細胞缺失β-TrCP基因會引起成熟精子減少，導致不育。

發明內容