[發明專利]一種篩選奶牛酮病抗性分子標記的方法及其應用

有效

• 申請號: 202010517904.7
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111485027B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 黃金明;白佳琛;鞠志花;姜強;王金鵬;張亞冉;王秀革;魏曉超;高亞平;楊春紅;劉文浩;李榮嶺;高運東
• 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
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 宋海海

本發明提供一種篩選奶牛酮病抗性分子標記的方法及其應用，屬于分子遺傳生物技術領域。本發明以健康和酮病奶牛為樣本，進行芯片測序、數據填充、選擇信號分析和全基因組關聯分析等，篩選出影響中國荷斯坦牛酮病抗性的關鍵基因APOA1。在APOA1基因啟動子區域篩選獲得單核苷酸多態性位點g.?572 AG，通過關聯分析、啟動子活性分析等方法，得到GG基因型奶牛血液中β?羥丁酸濃度顯著低于AA基因型，GG基因型個體的啟動子活性顯著高于AA基因型個體。采用本發明技術方案，對APOA1基因啟動子區域位點g.?572 AG進行基因分型，可篩選出酮病抗性強的奶牛個體，達到節省養殖成本的目的。

技術領域

本發明屬于分子遺傳生物技術領域，具體涉及一種篩選奶牛酮病抗性分子標記的方法及其應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，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。

近幾十年來，奶業集約化飼養程度不斷加強，并一味追求高產，奶牛產后疾病日趨突出。奶牛酮病是由糖類等碳水化合物及揮發性脂肪酸供應不足引發產后奶牛功能失調的代謝性疾病，多發生于泌乳性能良好的高產奶牛(Hibbitt 1979)。酮病是奶牛場最常見和最昂貴的代謝疾病之一，患病率大約為30％-40％(Zhang and Ametaj,2017)。患有酮病的奶牛其產奶量、生殖性能和免疫能力降低，罹患其他圍產期疾病的風險也更高(McArt etal.,2013)。Duffield指出一例酮病牛的綜合各項損失在50到100美元之間(Duffield,2000)。酮病的特征是奶牛乳、尿、血液中的酮體含量增高，臨床上乙酰乙酸、β-羥丁酸(BHBA)、丙酮這三種物質總稱為酮體。β-羥丁酸是診斷奶牛酮病的最常見酮體(Oetzel,2004)。血漿β-羥丁酸濃度≥1.2mmol/L是判斷奶牛是否患酮病的金標準(McArt et al.,2011)。

奶牛對酮病具有抗性，且個體間存在較大差異。發明人發現，酮病抗性的遺傳力低，約為0.02-0.16，若依賴表型的常規育種方法進行選擇，難度極大，而分子育種策略對于低遺傳力性狀更具優勢，可以很好地解決這個問題(Koeck et al.,2012；Koeck et al.,2014)。國外研究者也將酮病抗性作為奶牛育種的熱點性狀，并開始投入關注(Kroezen etal.,2018；Parker Gaddis et al.,2018)。因此，進一步挖掘影響奶牛酮病抗性形成的功能基因和標記并闡明其分子調控機制，對于高酮病抗性牛的分子育種具有重要意義和價值。

發明內容

針對上述現有技術，本發明提供一種篩選牛酮病抗性分子標記的方法及其應用，本發明針對中國荷斯坦奶牛酮病發生過程的遺傳特性，從基因組進化和選擇以及疾病易感性角度考慮，采用牛150K基因芯片對患酮病和健康中國荷斯坦奶牛血液樣本進行測序，同時整合Fst、XPEHH、XPCLR三種基因組選擇信號分析方法以及GEMMA、PLINK全基因組關聯分析方法，成功篩選出奶牛酮病抗性基因及其分子標記，并建立相應檢測方法，因此具有良好的實際應用之價值。

為實現上述目的，本發明涉及以下技術方案：

本發明的第一個方面，提供一種篩選奶牛酮病抗性分子標記的方法，所述方法至少包括：

基于SNP芯片檢測分析健康和患酮病奶牛DNA樣品；

基于Fst、XPEHH和XPCLR基因組選擇信號分析方法和GEMMA、PLINK全基因組關聯分析方法進行分析；篩選受到顯著正選擇和與酮病顯著相關的單核苷酸多態SNPs及候選基因，整合基因功能注釋篩選酮病抗性的SNP分子標記。