[發明專利]一種篩選牛高原低氧適應基因ALDOC和功能性分子標記的方法及其應用

有效

• 申請號: 202011363669.9
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112652362B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 黃金明;魏曉超;劉文浩;楊春紅;王金鵬;鞠志花;王秀革;姜強;張亞冉;高亞平;王玲玲;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: G16B40/10
• 分類號: G16B40/10;G16B30/20;G16B20/30;G16B20/20;G16B15/00;G16B10/00;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

1.一種篩選牛高原低氧適應基因和功能性分子標記的方法，所述方法至少包括：

基于SNP芯片檢測分析不同海拔牛品種DNA樣品；

基于FLK、hapFLK和XPEHH基因組選擇信號分析方法進行分析，篩選受到顯著正選擇的單核苷酸多態SNPs以及候選基因，整合基因功能注釋篩選高原低氧適應候選基因和SNP分子標記；

所述篩選牛高原低氧適應基因和功能性分子標記的方法包括：

S1.不同海拔牛品種樣品的采集及DNA提取；

S2. SNP芯片檢測分析；

S3. FLK、hapFLK基因組選擇信號分析；

S4. XPEHH基因組選擇信號分析；

S5.受正選擇遺傳變異和差異選擇區域的鑒定；

S6.基于候選基因的篩選策略篩選候選基因；

S7.差異選擇區域的正選擇信號驗證；

S8.利用重測數據鑒定正選擇基因內潛在的功能變異；

其中，步驟S3和S4沒有先后順序之分；

步驟S8具體方法包括：

S8.1獲取雙末端 Illumina重測序數據，將獲得的數據分別與參考基因組比對；

S8.2 過濾獲得高質量的映射序列，從高質量的映射序列中檢出遺傳變異；

S8.3 從特定基因區域內提取遺傳變異，提取的區域是候選基因上游區和基因區；

S8.4分別計算各遺傳變異的基因型和等位基因頻率；

S8.5通過功能注釋，確定潛在的功能變異的SNP位點；

所述牛高原低氧適應性基因為ALDOC基因；

所述牛高原低氧適應性分子標記還包括位于ALDOC基因單核苷酸多態位點，包括g.20588331TG；g.20590099GA；g.20590664TC；g.20591903 GT。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1具體方法包括：

S1.1選擇不同海拔普通牛、瘤牛品種，普通牛和瘤牛的混合品種；

S1.2 采集牛的血液，提取血液組織中的DNA。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2具體方法包括：

S2.1 使用SNP芯片對樣品進行分析，并進行基因分型；

S2.2 對SNP數據進行過濾，對剩余符合要求的SNP做進一步分析；

S2.3為每條染色體構建單倍型。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3具體方法包括：

S3.1基于FLK和hapFLk全基因組選擇信號分析方法，分別比較高海拔和低海拔組的SNPs對應的選擇信號值，獲取兩組間的SNPs的差異選擇信號；

S3.2利用基因型數據分別運行FLK和hapFLK程序，獲取品種內的SNPs的選擇信號，并以Nelore為遠緣群體；在FLK分析中，將Nelore定義為遠緣群體，并設K＝10和nFit＝20；

S3.3使用hapFLK結果以及Python和R腳本為選定區域構建整個基因組和局部基因組區域的進化樹；

S3.4通過擬合R中全基因組的標準正態分布，計算了hapFLK值的p值。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4具體方法包括：

S4.1估算高海拔和低海拔牛品種之間的XPEHH值，在牛基因組中使用1Mb≈1cM定義物理距離與遺傳距離的關系；

S4.2基于ReqDel-FAST構建單倍型。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S5具體方法包括：

基于FLK、hapFLK和XPEHH選擇信號分析結果，分別篩選正選擇信號值位于前0.1%的SNPs；或，

步驟S6具體方法包括：

S6.1以鑒定得到的SNPs上下游50Kbp定義為受選擇區域，將重疊區域串聯，獲得差異選擇區域；

S6.2利用UCSC在線網站注釋差異選擇區域內或者與該區域重疊的參考基因；

S6.3篩選出高低海拔組間比較的FLK、hapFLK和XPEHH選擇信號排名前10位的差異選擇區域，分別鑒定出候選基因，并進行功能注釋。