[发明专利]基于孟德尔遗传定律的自动设计小鼠繁育方案的方法和系统

说明书

本发明提供公开了基于孟德尔遗传定律的自动设计小鼠繁育方案的方法和系统，其中方法包括：构建繁育方案模型，包括项目类型、每条繁育路线中包含的基因数量、鉴定方式、小鼠品系背景和背景鼠年龄；输入项目信息以及起始和目的小鼠信息，生成至少一个可行的繁育方案，繁育方案至少包括繁育路线和所需费用；选择并确定繁育方案。本发明将基于孟德尔遗传定律的小鼠繁育方案设计流程及逻辑固定化、标准化，可以按照一定的逻辑排序，可以避免设计人员失误导致的结果错误，并且导出最优方案。自动化设计大大提高了繁育方案设计的效率，可节约大量的人力成本。

技术领域

本发明涉及生物信息技术领域，具体涉及一种基于孟德尔遗传定律的自动设计小鼠繁育方案的方法和系统。

背景技术

孟德尔遗传定律包括遗传学的两个基本定律——分离定律和自由组合定律，统称为孟德尔遗传规律。

分离定律：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代的现象叫做孟德尔分离定律。

自由组合规律是现代生物遗传学三大基本定律之一。当具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交，在子一代产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合，即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的，各自独立地分配到配子中去。因此也称为独立分配律。

当前设计小鼠繁育方案的基础主要是孟德尔遗传定律，需要具有多年丰富经验的科学家进行纯手工的分析操作，记录所有可能结果并人工的进行排列组合，进而分析和对比每个方案，最终筛选出较优的方案，非常耗费时间精力，准确率却得不到保障。而且，不同专家思维模式和经验的不同，设计方案即使成效相近，可能也存在细微的差别，会造成不同时期或不同专家筛选所得最优设计方案不一致的情况。因此，传统意义上的小鼠繁育方案需要经验丰富的专家来完成，无法快速的实现设计方案选择，且传统的人工设计方案的方法出错率高，效率低下。

发明内容

针对上述现有技术中的不足之处，本发明提供一种基于孟德尔遗传定律的自动设计小鼠繁育方案的方法和系统，使基于孟德尔遗传定律的小鼠繁育方案设计省时省力，且出错率低，效率提高。

基于此，本发明一方面提供一种基于孟德尔遗传定律的自动设计小鼠繁育方案的方法，包括以下步骤，

构建繁育方案模型，包括项目类型、每条繁育路线中包含的基因数量、鉴定方式、小鼠品系背景和背景鼠年龄；

输入项目信息及起始和目的小鼠信息，生成至少一个可行的繁育方案，所述繁育方案至少包括繁育路线和所需费用；

选择并确定繁育方案。

进一步的，所述项目类型包括自然繁育、IVF、生物净化、精子冷冻的至少一种。

进一步的，所述鉴定方式包括普通PCR、测序、巢式PCR、QPCR或TA克隆。

进一步的，所述项目信息包括基因名称、项目负责人、小鼠品系来源、品系编号、品系名称和品系类型。

进一步的，所述起始和目的小鼠信息包括起始和目的小鼠的基因型和各基因型的数量，在项目类型选择了精子冷冻或生物净化的情况下，所述起始和目的小鼠信息相应的还包括冷冻的小鼠基因型或生物净化类型。

进一步的，所述繁育路线的生成具体为，由目的小鼠的数量和基因型反推，得到其亲代小鼠的数量和基因型，再将所述亲代小鼠作为子代小鼠，判断再上一代亲代小鼠的数量和基因型，直到某一代的亲代小鼠数量和基因型符合起始小鼠数量和基因型为止；其中繁育数量按照以下规则计算：若选择自然繁育，则每只雄鼠可与两只雌鼠交配，每只雌鼠每月可生仔四只；若选择IVF，则每只雄鼠可通过人工授精使20只雌鼠受孕；每只雌鼠可连续两月受孕生仔。