一种公猪精子畸形率相关的分子遗传标记及其获得方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种公猪精子畸形率相关的分子遗传标记及其获得方法和应用。本发明专利技术所述分子遗传标记为TMCO5A基因的SNP位点，所述SNP位点位于猪基因组的1号染色体的第133586233位，该位点的碱基为A或G。在其对应的三种基因型中，GG基因型公猪个体的精子畸形率低，与AA基因型公猪个体间畸形率差异显著，可通过检测所述公猪精子畸形率相关的分子遗传标记对公猪精液质量进行评估，选育精子畸形率低的公猪，降低公猪精子畸形率，提高种公猪利用效率。本发明专利技术有利于我国种公猪繁殖性能遗传改良，解决大型种公猪站生产公猪因精液品质不良而被大量淘汰的问题。大量淘汰的问题。大量淘汰的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种公猪精子畸形率相关的分子遗传标记及其获得方法和应用


[0001]本专利技术属于分子遗传标记
更具体地，涉及一种公猪精子畸形率相关的分子遗传标记及其获得方法和应用。

技术介绍

[0002]现代生猪生产体系中，优秀公猪的基因可以通过人工授精技术快速扩散到群体中，高效改善商品猪生产性能，在猪肉保供方面发挥巨大作用。杜洛克公猪在当前广泛使用的“杜
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长
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大”或“杜
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大
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长”三元杂交商品猪生产体系中作为终端父本使用，商品猪含杜洛克血统比例达50％，因而杜洛克种猪在生猪产业中具有举足轻重的地位。常规的育种方案一般是对杜洛克公猪的生长速度、背膘厚和饲料效率等性状进行选育，忽略了对公猪繁殖性能的选育。因此，在对杜洛克公猪生长速度等常规性状进行持续改良的过程中，有必要同时对精液品质进行选育。尤其在“后非瘟”时代，社会化供精模型逐步兴起并被多数大型养殖企业广泛采用，大型公猪站的兴起已成为养猪业的必然趋势。通过育种技术提高公猪精液品质必将成为社会化供精模式和大型公猪站经济效益的重要保障。
[0003]研究表明，公猪精液属中低遗传力性状，具有遗传改良的潜力。然而，由于此前单一群体种公猪数量较少、精液品质检测数据少等因素。目前为止，全球鲜见针对公猪精液性状的遗传改良计划。公猪精液性状遗传解析是实施遗传改良的重要基础。通过解析公猪精液性状遗传机理，挖掘可用于公猪精液性状改良的分子遗传标记，有望为我国种公猪繁殖性能遗传改良提供依据，解决大型种公猪站生产公猪因精液品质不良而被大量淘汰(占比40％～61％)的这一关键问题。此外，通过提高公猪产精能力，也可有效减少公猪饲养量，大大降低公猪站生产成本。
[0004]近年来，高通量测序技术和高密度SNP(Single Nucleotide Porlymorphism)芯片的商业化应用，使得研究人员可以快速、廉价地获得覆盖全基因组的高密度SNP甚至DNA序列数据。基于高密度SNP数据和畜禽重要性状表型记录，对复杂性状进行基因定位并尝试将这些信息应用于畜禽遗传改良成为畜禽育种领域新的研究热点。全基因组关联分析已成为QTL(Quantitative Trait Loci)定位的一项常规技术，被广泛应用于人类复杂疾病和畜禽重要经济性状关键基因的定位。
[0005]基于覆盖全基因组的高密度SNP数据和大群体的性状表型记录，可通过全基因组关联分析技术(Genome wide association study，GWAS)准确定位候选基因，但该技术存在一些缺陷。经典的GWAS一般基于Plink等软件对所有标记逐个进行单标记回归分析，继而设定一个显著阈值来筛选显著位点，因此存在计算强度大、过高估计标记效应、显著性阈值设定具有一定随意性等问题。为了进一步提高GWAS的效率，新方法和软件不断被开发出来。其中，一步法全基因组关联分析(weighted single step genome
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wide association study，wssGWAS)同时利用系谱、历史个体表型记录和基因型数据进行关联分析，适用于大量个体拥有表型记录而只有少量个体拥有基因型数据的情况，尤其适用于畜禽重要经济性状的全
基因组关联分析。此外，通过序列填充，可将SNP芯片数据填充到序列水平，获得序列水平的超高密度SNP变异数据，通过GCTA软件开展序列水平的关联分析。
[0006]精子发生过程包含有丝分裂、减数分裂和精子形成三个重要步骤，涉及到生精小管中许多基因和细胞的协同过程。相关基因的突变和相应细胞的状态变化可能会影响精子质量和雄性繁殖能力。从遗传机理解析和动物育种的角度出发，定位与精子质量和繁殖能力相关的候选基因是至关重要的一步。现虽已有研究人员定位到了部分影响公猪精液性状的候选基因或者基因组区域，但因研究群体遗传背景、公猪群体大小、标记密度等存在很大差异，不同研究报道的基因定位结果有所不同，缺乏可用于公猪精液性状改良的分子遗传标记。现已报道的与公猪精液性状关联的候选基因也存在标记的密度不足、QTL定位方法单一等问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是克服现有上述技术的缺陷和不足，提供一种公猪精子畸形率相关的分子遗传标记及其获得方法和应用。
[0008]本专利技术的第一个目的是提供一种公猪精子畸形率相关的分子遗传标记。
[0009]本专利技术的第二个目的是提供所述分子遗传标记的获得方法。
[0010]本专利技术的第三个目的是提供所述分子遗传标记在评估公猪精液质量或选育精子畸形率低的公猪方面的应用。
[0011]本专利技术的第四个目的是提供一种用于检测所述分子遗传标记的试剂。
[0012]本专利技术的第五个目的是提供所述试剂在评估公猪精液质量方面的应用。
[0013]本专利技术的第六个目的是提供所述试剂在制备用于评估公猪精液质量的产品中的应用。
[0014]本专利技术的第七个目的是提供所述试剂在选育精子畸形率低的公猪方面的应用。
[0015]本专利技术的第八个目的是提供所述试剂在制备用于选育精子畸形率低的公猪的产品中的应用。
[0016]本专利技术的第九个目的是提供一种选育精子畸形率低的公猪的方法。
[0017]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0018]本专利技术通过收集杜洛克公猪精液性状表型数据，检测关键个体重测序数据遗传变异，基于SNP芯片序列进行数据填充，对杜洛克公猪精液性状关键基因进行挖掘，再基于精液性状表型
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基因组序列数据，采用GCTA软件挖掘影响公猪精子畸形率的关键基因，定位到了1号染色体133.1～134.2Mb(NC_010443.5:c133383696
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133291660Sus scrofa isolate TJ Tabasco breed Duroc chromosome 1,Sscrofa11.1)范围内的TMCO5A基因，该基因全长92kb，为公猪精子畸形率候选基因。在所述TMCO5A基因的基础上，本专利技术还获得了一种公猪精子畸形率相关的分子遗传标记。基于该分子遗传标记的不同基因型公猪的精子畸形率有极显著差异，可利用其对公猪精液质量进行评估，选育公猪精子畸形率低的公猪。因此，本专利技术请求保护所述分子遗传标记及其获得方法和应用。
[0019]本专利技术提供了一种公猪精子畸形率相关的分子遗传标记，所述分子遗传标记为TMCO5A基因的SNP位点，所述SNP位点位于猪基因组的1号染色体的第133586233位，该位点的碱基为A或G。
[0020]具体地，所述猪为杜洛克公猪，参考猪基因组为Sscrofa11.1，所述TMCO5A基因的序列信息为：NC_010443.5:c133383696
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133291660Sus scrofa isolate TJ Tabasco breed Duroc chromosome 1,Sscrofa11.1。
[0021]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种公猪精子畸形率相关的分子遗传标记，其特征在于，所述分子遗传标记为TMCO5A基因的SNP位点，所述SNP位点位于猪基因组的1号染色体的第133586233位，该位点的碱基为A或G。2.根据权利要求1所述的分子遗传标记，其特征在于，所述猪为杜洛克公猪，参考猪基因组为Sscrofa11.1。3.权利要求1所述的分子遗传标记的获得方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.采集公猪精液性状表型数据；统计完整系谱种猪的每次采集公猪的精液体积、密度、活力、精子畸形率4个性状的表型数据，根据4个性状的表型数据计算得到公猪单次采精有效精子数；S2.关键个体重测序数据遗传变异检测；基于种猪的全基因组重测序原始数据，使用BWA软件将全基因组重测序原始数据去掉低质量序列后得到的数据比对到参考基因组，获得.sam文件；使用SAMtools将.sam文件转化为.bam文件；通过标记重复序列去除.bam文件中出现的重复序列，最终获得.bam文件用于开展SNP检测；S3.SNP芯片—序列数据填充；以重测序数据检测的SNP为参考，将大群体基因芯片数据填充到序...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宁，刘小红，陈瑶生，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：