与水牛泌乳相关基因NTNG1及其作为分子标记的应用制造技术

本发明专利技术涉及分子标记技术领域，公开了与水牛泌乳相关基因NTNG1及其作为分子标记的应用。本发明专利技术首次研究发现了NTNG1基因与水牛泌乳中的产奶量高/低相关联的位点，为选育具有优良性状的水牛品种提供候选基因。具体是两个位于NTNG1基因中与水牛产奶量相关的分子标记以及位于水牛第6号染色体上两段与该性状相关的选择信号区域及其应用。通过获得水牛SNP分型数据；基于iHS和XP

【技术实现步骤摘要】
与水牛泌乳相关基因NTNG1及其作为分子标记的应用


[0001]本专利技术涉及生物
，具体涉及与水牛泌乳相关基因NTNG1及其作为分子标记的应用。

技术介绍

[0002]选择信号策略是继候选基因法和全基因组关联分析技术之后又一发掘畜禽重要经济性状相关基因的研究工具。相比于候选基因法和全基因关联分析技术，该策略不需要严格的依赖表型数据就可以鉴定出与目标性状相关的基因。根据不同的技术原理，选择信号策略可以分为基于等位基因频率的方法、基于连锁不平衡的方法、基于群体分化的方法以及基于基因组杂合度的方法等4大类。本研究将利用基于连锁不平衡的方法(iHS和XP
‑
EHH)对水牛泌乳性状相关基因进行发掘。
[0003]水牛是我国南方地区重要的特色奶用畜种，具有奶质优良，营养丰富，具有“奶中之王”值美称，深受消费者的喜爱。水牛可分为河流型和沼泽型水牛两个亚种，其中河流型水牛以乳肉兼用为主，是高产水牛群体的代表，而沼泽型水牛以役用为主，是低产水牛群体的代表。然而，较低的产奶性能已成为了影响水牛产业发展的重大科学问题。为了解决这一产业共性问题，我国从上世纪开始就从印度、巴基斯坦和意大利先后引进了摩拉、尼里
‑
拉菲和地中海水牛，对我国的本土水牛进行了杂交改良，获得了一批杂交水牛，特别是该群体在产奶性能方面表现突出，大大提高了我国沼泽型水牛的泌乳性能。显然，逐步提高我国水牛的泌乳性能，培育专业化的水牛新品种是我国水牛育种科研工作者长期努力的目标。同样，挖掘与影响水牛泌乳相关致因基因已成为当前水牛科学研究的热点，对提高水牛的产奶性能具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供与水牛泌乳相关基因NTNG1及其作为分子标记的应用，并将该分子标记应用于筛选出产奶量高/低的水牛，为选育具有优良性状的水牛品种提供技术支撑。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]与水牛泌乳相关的SNP分子标记，所述水牛泌乳具体是指水牛产奶量，所述与水牛产奶量相关的分子遗传标记至少包括以下标记之一：
[0007]标记一：位于水牛第6号染色体的第35981116核酸位点，该位点的碱基为C或A，对应位于核酸序列表SEQ ID NO.1的第51位核酸位点；
[0008]标记二：位于水牛第6号染色体的第36003636核酸位点，该位点的碱基为G或A，对应位于核酸序列表SEQ ID NO.2的第51位核酸位点。
[0009]本专利技术还提供一种应用如上所述的SNP分子标记在选育或辅助选育与水牛泌乳相关的水牛品种或品系的用途，具体是选育或辅助选育水牛产奶量高/低的水牛。
[0010]本专利技术还提供一种应用如上所述的SNP分子标记选育或辅助选育与水牛泌乳相关
的水牛品种或品系的方法，具体步骤为：提取水牛基因组DNA，检测水牛的第6号染色体的第35981116位核苷酸，检测出第54621870位核苷酸的序列为C或A，确定待测水牛的基因型是AA、AC或CC型，根据需要选择AC型基因的水牛进行下一步选种和/或育种；检测水牛的第6号染色体的第36003636位核苷酸，检测出第36003636位核苷酸的序列为G或A，确定待测水牛的基因型是GG、GC或CC型，根据需要选择GC型基因的水牛进行下一步选种和/或育种。
[0011]进一步说明，所述AC型基因的水牛产奶量高于AA或CC型基因水牛；所述GC型基因的水牛产奶量高于GG或CC型基因水牛。
[0012]进一步说明，所述水牛泌乳的相关候选基因为NTNG1基因。
[0013]本专利技术还提供一种鉴定如上所述候选基因的分子标记的方法，具体步骤为：
[0014](1)从公共数据库中下载水牛基因型数据及其表型数据，利用plink软件对这些数据进行整理，选择了133头水牛数据用于后续分析，然后用plink2.0软件进行质控，质控标准为：SNP通过率大于95％、个体缺失率小于0.05、最小等位基因频率大于0.05、哈迪温伯格平衡的显著性P值大于1E
‑
6，未定位到水牛染色体和性染色体的SNP要被移除；最后，35584个SNP和133个个体通过质控标准，并用于后续的分析；
[0015](2)针对上述样本，利用GCTAv1.93.2beta软件进行主成分分析，用MEGA
‑
X软件进行邻近树构建分析，再用ADMIXTURE进行群体结构分析；结果表明，这45头水牛个体可分为两组，即杂交组和沼泽型组；
[0016](3)基于选择信号分析鉴定出与产奶性状相关的候选基因：
[0017]1)iHS法：利用Selscan软件对杂交水牛群体进行群体内的选择信号分析，进而利用norm命令对iHS值进行标准化，获得标准化的iHS值；针对标准化的iHS值，采用滑动窗口法进行候选的选择区域分析；针对标准化的iHS值，将排名前top1％的基因组区域视为潜在的选择信号区域；
[0018]2)XP
‑
EHH法：以沼泽型水牛为对照，利用Selscan软件对杂交水牛群体进行群间内的选择信号分析，同样利用norm命令对XP
‑
EHH值进行标准化；针对标准化的XP
‑
EHH值，采用滑动窗口法进行候选的选择区域分析；针对标准化的XP
‑
EHH值，将排名前top1％的基因组区域视为潜在的选择信号区域；
[0019]3)候选基因的筛选：针对上述两种方法鉴定的潜在的选择信号区域，利用bedtools软件进行重叠区域分析，将两种方法均鉴定到的基因组区域视为最终的选择信号区域，将位于该区域的基因视为候选基因；鉴于杂交水牛和沼泽型水牛在产奶量方面的表型极端差异，本研究发现了NTNG1基因为水牛泌乳相关的候选基因；
[0020](4)NTNG1基因与水牛产奶量的关联分析：
[0021]下载已发表的水牛基因型数据及其表型数据(doi:10.7910/DVN/UGA2QX；doi:10.5061/dryad.310pf05)，根据NTNG1基因在水牛基因组上的位置信息，进行该基因SNP位点的筛选；针对已筛选出的SNP位点，利用R语言基于下面的关联分析模型对NTNG1基因型和产奶量进行关联分析，判定是否存在与产奶量显著关联的SNP；
[0022]关联分析的模型如下：
[0023]Y
ijkpqr
＝μ+Herd
i
+Year
j
+Season
k
+Calvings
p
+Age
q
+G
r
+e
ijkpqr
[0024]其中，Y
ijkpqr
为270天的产奶量，μ代表均值，Herd
i
代表农场的固定效应(i＝1，7)，Year
j
代表产犊年份效应(j＝1，2for本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.与水牛泌乳相关的SNP分子标记，其特征在于：所述水牛泌乳具体是指水牛产奶量，所述与水牛产奶量相关的分子遗传标记至少包括以下标记之一：标记一：位于水牛第6号染色体的第35981116核酸位点，该位点的碱基为C或A，对应位于核酸序列表SEQ ID NO.1的第51位核酸位点；标记二：位于水牛第6号染色体的第36003636核酸位点，该位点的碱基为G或A，对应位于核酸序列表SEQ ID NO.2的第51位核酸位点。2.一种应用权利要求1所述的SNP分子标记在选育或辅助选育与水牛泌乳相关的水牛品种或品系的用途，具体是选育或辅助选育水牛产奶量高/低的水牛。3.一种应用权利要求1所述的SNP分子标记选育或辅助选育与水牛泌乳相关的水牛品种或品系的方法，其特征在于：具体步骤为：提取水牛基因组DNA，检测水牛的第6号染色体的第35981116位核苷酸，检测出第54621870位核苷酸的序列为C或A，确定待测水牛的基因型是AA、AC或CC型，根据需要选择AC型基因的水牛进行下一步选种和/或育种；检测水牛的第6号染色体的第36003636位核苷酸，检测出第36003636位核苷酸的序列为G或A，确定待测水牛的基因型是GG、GC或CC型，根据需要选择GC型基因的水牛进行下一步选种和/或育种。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述AC型基因的水牛产奶量高于AA或CC型基因水牛；所述GC型基因的水牛产奶量高于GG或CC型基因水牛。5.根据权利要求1所述的SNP分子标记，其特征在于，所述水牛泌乳的相关候选基因为NTNG1基因。6.一种鉴定如权利要求5所述候选基因的分子标记的方法，其特征在于：具体步骤为：(1)从公共数据库中下载水牛基因型数据及其表型数据，利用plink软件对这些数据进行整理，选择了133头水牛数据用于后续分析，然后用plink2.0软件进行质控，质控标准为：SNP通过率大于95％、个体缺失率小于0.05、最小等位基因频率大于0.05、哈迪温伯格平衡的显著性P值大于1E
‑
6，未定位到水牛染色体和性染色体的SNP要被移除；最后，35584个SNP和133个个体通过质控标准，并用于后续的分析；(2)针对上述样本，利用GCTAv1.93.2beta软件进行主成分分析，用MEGA
‑
X软件进行邻近树构建分析，再用ADMIXTURE进行群体结构分析；结果表明，这45头水牛个体可分为两组，即杂交组和沼泽型组；(3)基于选择信号分析鉴定出与产奶性状相关的候选基因：1)iHS法：利用Selscan软件对杂交水牛群体进行群体内的选择信号分析，进而利用norm命令对iHS值进行标准化，获得标准化的iHS值；针对标准化的iHS值，采用滑动窗口...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓廷贤，尚江华，马小娅，段安琴，陆杏蓉，
申请(专利权)人：广西壮族自治区水牛研究所，
类型：发明
国别省市：