与牛红细胞膜结构相关的SNP标记位点及其应用制造技术

本发明专利技术涉及与牛红细胞膜结构相关的SNP标记位点及其应用，属于基因工程领域。该SNP标记位于牛第10号染色体SPTB基因第19外显子G108C位点（chr10：77230398），该位点发生非同义突变（谷氨酸变为天冬氨酸，Glu1370Asp），CC基因型个体全血高切相对指数极显著低于GG或GC基因型个体（P<0.01），表明CC基因型有更强的红细胞变形能力；CC基因型个体的低氧耐受和高原适应能力显著高于GG或GC基因型个体。本发明专利技术提供的与牛红细胞膜结构和低氧耐受相关的SPTB基因上的SNP位点可作为牛低氧耐受或选育耐高原低氧环境牛的分子标记，同时对牛特色基因的保存和利用也具有重要意义。和利用也具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
与牛红细胞膜结构相关的SNP标记位点及其应用


[0001]本专利技术属于基因工程领域，具体的说，涉及与牛红细胞膜结构相关的SNP标记位点及其应用。

技术介绍

[0002]遗传性球形红细胞增多症(hereditary spherocytosis，HS)是一组遗传性疾病，其特征是在外周血涂片上存在球形红细胞，是由于调控红细胞膜蛋白的基因发生突变引起。HS的特征是贫血、黄疸、脾肿大和胆石症。编码β
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血影蛋白亚基的SPTB基因突变为球形红细胞增多症2型，SPTB基因是除ANKl基因外，HS常见的致病基因。其位于染色体14q23
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q24.2，由32个外显子构成。β
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血影蛋白是一种多功能蛋白质，由α和β两个亚基组成，尽管有一些相似之处，但它们在结构上是截然不同的，并由不同的基因编码(Speicheretal.1984)。α和β血影蛋白链以反向平行的方式相互缠绕形成异二聚体，而异二聚体又反过来自结合形成四聚体和低聚体。β亚基的分子量为246kD，由106个氨基酸组成(Ipsaro etal.2010)。研究发现，血影蛋白在红细胞膜中可形成网状结构，与锚蛋白的锚定结合在维持红细胞膜形状及机械性等方面起着关键性的作用。血影蛋白突变导致红细胞膜脆性增加，降低红细胞的柔韧性而引发遗传溶血性贫血(Delaunay 2007)。SPTB基因突变包括起始密码子破坏、移码和无义突变。世界范围内不同国家和地区HS发生的类型和发病率都有所不同，北美多以β
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血影蛋白缺陷引起，占比达到15％～30％，而由α
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血影蛋白缺陷引起的HS在国内更常见(李津婴etal.2005)。SPTB基因常见的突变类型有Bari突变(Perrottaetal.2009)和Guemene
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Penfao突变。除HS外，SPTB基因异常还可导致多种疾病，如新生儿黄疽、椭圆形红细胞增多症等(Gallagheretal.1998)。
[0003]牦牛和藏黄牛是分布于青藏高原及其毗邻地区的土著畜种，是牛属动物中能适应高寒、高海拔气候的珍稀遗传资源。与低地黄牛相比，牦牛和藏黄牛能很好的适应青藏高原极度缺氧等恶劣的自然环境，并在生理、生化和形态学上形成了稳定的适应高原低氧的独特特征和机制，被认为是研究哺乳动物高原适应性的典型动物。近几年，通过对高原土著居民和高原动物的研究，已发掘了许多低氧适应相关基因，但目前国内对SPTB基因在动物低氧适应上的作用未见相关报道。

技术实现思路

[0004]基于现有技术背景，本专利技术提供了与牛红细胞膜结构相关的SNP标记位点及其特异性引物与应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0006]本专利技术提供了与牛红细胞膜结构相关的SNP标记位点，该SNP标记位点位于牛第19外显子G108C位点(chr10：77230398)，该位点发生非同义突变Glu1370Asp，碱基变异信息为G>C；CC基因型个体全血高切相对指数极显著低于GG或GC基因型个体，CC基因型个体的低氧耐受和高原适应能力显著高于GG或GC基因型个体。
[0007]上述SNP标记位点在检测牛高原适应能力或选育耐高原低氧环境的牛中的应用。
[0008]上述SNP标记位点在制备检测牛高原低氧环境适应性或选育耐高原低氧环境牛的试剂盒中的应用。
[0009]本专利技术还提供了一种检测牛低氧环境适应性的方法：以待测牛的全基因组DNA为模板，检测上述SNP标记位点；若该位点为CC基因型，则待测牛的低氧耐受和高原适应能力较好，判定为低氧耐受优势型；若该位点为GG或GC基因型，则待测牛的低氧耐受和高原适应能力较弱，判定为低氧耐受劣势型。
[0010]本专利技术还提供了一种选育耐高原低氧环境牛的方法，通过检测上述SNP标记位点，选择SPTB基因G108C位点基因型为CC型的个体作为育种亲本。
[0011]用于检测上述SNP标记位点的PCR引物：上游引物SPTB
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F为TCCGTCCCTGTCTTACC，下游引物SPTB
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R为CTGCCATCCATCATCCT。
[0012]进一步的，引物PCR扩增反应条件如下：引物PCR扩增反应条件如下：95℃预变性5min；95℃变性45s，59℃退火45s，72℃延伸45s，35个循环；72℃后延伸8min。
[0013]本专利技术还提供了一种辅助选育耐高原低氧环境牛的试剂盒，其包含上述PCR引物。
[0014]本专利技术的有益效果：
[0015]本专利技术提供的SNP标记位于牛第10号染色体SPTB基因第19外显子G108C位点(chr10：77230398)，该位点发生非同义突变(Glu1370Asp)，CC基因型个体全血高切相对指数极显著低于GG或GC基因型个体，CC基因型个体的低氧耐受和高原适应能力显著高于GG或GC基因型个体。
[0016]对SPTB基因G108C多态位点与黄牛血液生理指标进行关联分析，结果显示高地型CC个体全血高切相对指数极显著低于低地型GG及杂合子GC(P<0.01)，表明CC基因型有更强的红细胞变形能力。经研究，在中等海拔黄牛中检测到三种基因型，但是在牦牛群体中只检测到CC基因型，牦牛一般只生活在高海拔地区，缺氧的环境会对其红细胞的变形性造成一定的损伤，从而影响机体微循环的正常灌流。变形性较低的红细胞不容易通过微血管，导致局部血管堵塞，造成局部组织缺血、缺氧。为适应高原低氧环境，牦牛经过世代选择，将能增强红细胞变形能力的CC基因型固定下来，从而抵消低氧对红细胞变形性造成的损伤，不影响机体正常微循环。
[0017]本专利技术提供的与牛红细胞膜结构和低氧耐受相关的SPTB基因上的SNP位点可作为牛低氧耐受和高原适应能力、选育耐高原低氧环境的分子标记，同时对牛特色基因的保存和利用也具有重要意义。
附图说明
[0018]图1为MEMEA结果top1％阔值以上的Manhattan图；横坐标为染色体号，纵坐标为MEMEA的计算得分；图中展示的所有SNP均为前top1％阔值以上位点；从结果可见SPTB基因在前top1％阔值内。
[0019]图2为500mvs 4500mF
ST
图；横坐标为染色体号，纵坐标为海拔500m与4500m牛群体的FST值。
[0020]图3为SPTB基因SNP等位基因频率趋势图。
[0021]图4为SPTB基因19外显子G108C多态位点检测结果。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本专利技术的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
[0023]1.实验动物及血液样本采集
[0024]本专利技术选择5个海拔梯度分布的藏黄牛和云南本地黄牛共100头用于全基因组重测序，使用MEMEA、F
ST
两种分析方法筛选高原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.与牛红细胞膜结构相关的SNP标记位点，其特征在于：所述的SNP标记位点位于牛第10号染色体SPTB基因第19外显子G108C位点（chr10：77230398），该位点发生非同义突变Glu1370Asp，碱基变异信息为G > C；CC基因型个体全血高切相对指数极显著低于GG或GC基因型个体，CC基因型个体的低氧耐受和高原适应能力显著高于GG或GC基因型个体。2.权利要求1所述的SNP标记位点在检测牛高原适应能力或选育耐高原低氧环境的牛中的应用。3.权利要求1所述的SNP标记位点在制备检测牛高原低氧环境适应性或选育耐高原低氧环境牛的试剂盒中的应用。4.一种检测牛低氧环境适应性的方法，其特征在于：以待测牛的全基因组DNA为模板，检测权利要求1所述的SNP标记位点；若该位点为CC基因型，则待测牛的低氧耐受和高原适应能力较好，判定为低氧耐受优势型；若该...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟潇，孔小艳，杨舒黎，展亚楠，朱莉，唐琳，张晓燕，李昕鹏，
申请(专利权)人：云南农业大学，
类型：发明
国别省市：