[发明专利]一种筛选奶牛酮病抗性分子标记的方法及其应用

说明书

本发明提供一种筛选奶牛酮病抗性分子标记的方法及其应用，属于分子遗传生物技术领域。本发明以健康和酮病奶牛为样本，进行芯片测序、数据填充、选择信号分析和全基因组关联分析等，筛选出影响中国荷斯坦牛酮病抗性的关键基因APOA1。在APOA1基因启动子区域筛选获得单核苷酸多态性位点g.‑572 AG，通过关联分析、启动子活性分析等方法，得到GG基因型奶牛血液中β‑羟丁酸浓度显著低于AA基因型，GG基因型个体的启动子活性显著高于AA基因型个体。采用本发明技术方案，对APOA1基因启动子区域位点g.‑572 AG进行基因分型，可筛选出酮病抗性强的奶牛个体，达到节省养殖成本的目的。

技术领域

本发明属于分子遗传生物技术领域，具体涉及一种筛选奶牛酮病抗性分子标记的方法及其应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

近几十年来，奶业集约化饲养程度不断加强，并一味追求高产，奶牛产后疾病日趋突出。奶牛酮病是由糖类等碳水化合物及挥发性脂肪酸供应不足引发产后奶牛功能失调的代谢性疾病，多发生于泌乳性能良好的高产奶牛(Hibbitt 1979)。酮病是奶牛场最常见和最昂贵的代谢疾病之一，患病率大约为30％-40％(Zhang and Ametaj,2017)。患有酮病的奶牛其产奶量、生殖性能和免疫能力降低，罹患其他围产期疾病的风险也更高(McArt etal.,2013)。Duffield指出一例酮病牛的综合各项损失在50到100美元之间(Duffield,2000)。酮病的特征是奶牛乳、尿、血液中的酮体含量增高，临床上乙酰乙酸、β-羟丁酸(BHBA)、丙酮这三种物质总称为酮体。β-羟丁酸是诊断奶牛酮病的最常见酮体(Oetzel,2004)。血浆β-羟丁酸浓度≥1.2mmol/L是判断奶牛是否患酮病的金标准(McArt et al.,2011)。

奶牛对酮病具有抗性，且个体间存在较大差异。发明人发现，酮病抗性的遗传力低，约为0.02-0.16，若依赖表型的常规育种方法进行选择，难度极大，而分子育种策略对于低遗传力性状更具优势，可以很好地解决这个问题(Koeck et al.,2012；Koeck et al.,2014)。国外研究者也将酮病抗性作为奶牛育种的热点性状，并开始投入关注(Kroezen etal.,2018；Parker Gaddis et al.,2018)。因此，进一步挖掘影响奶牛酮病抗性形成的功能基因和标记并阐明其分子调控机制，对于高酮病抗性牛的分子育种具有重要意义和价值。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种筛选牛酮病抗性分子标记的方法及其应用，本发明针对中国荷斯坦奶牛酮病发生过程的遗传特性，从基因组进化和选择以及疾病易感性角度考虑，采用牛150K基因芯片对患酮病和健康中国荷斯坦奶牛血液样本进行测序，同时整合Fst、XPEHH、XPCLR三种基因组选择信号分析方法以及GEMMA、PLINK全基因组关联分析方法，成功筛选出奶牛酮病抗性基因及其分子标记，并建立相应检测方法，因此具有良好的实际应用之价值。

为实现上述目的，本发明涉及以下技术方案：

本发明的第一个方面，提供一种筛选奶牛酮病抗性分子标记的方法，所述方法至少包括：

基于SNP芯片检测分析健康和患酮病奶牛DNA样品；

基于Fst、XPEHH和XPCLR基因组选择信号分析方法和GEMMA、PLINK全基因组关联分析方法进行分析；筛选受到显著正选择和与酮病显著相关的单核苷酸多态SNPs及候选基因，整合基因功能注释筛选酮病抗性的SNP分子标记。