[发明专利]一种绵羊KDM3B基因插入/缺失作为繁殖性状早期选择的应用及方法

说明书

本发明涉及一种绵羊KDM3B基因插入/缺失多态性的检测方法，包括以下步骤：以待测绵羊基因组DNA为模板，利用PCR扩增包含绵羊KDM3B基因内含子区插入/缺失多态性位点，将扩增产物进行电泳分型，根据电泳结果鉴定对应插入/缺失多态性位点的基因型；所述插入/缺失多态性位点选自绵羊KDM3B基因NC_040256.1:g.52149274‑52149280位7‑bp indel多态性位点。本方法能够简单、快速、低成本、精确地检测插入/缺失多态性位点的基因型，以快速建立优良繁殖性状的澳洲白绵羊遗传资源群体，将有利于快速建立繁殖遗传资源优良的绵羊群体。

技术领域

本发明属于生物技术与家畜育种技术领域，尤其是一种绵羊KDM3B基因插入/缺失(indel)作为繁殖性状早期选择的应用方法。

背景技术

绵羊作为最早被人类驯化的动物之一，在畜牧产业中具有重要的经济价值，可以为人们提供羊肉、羊奶、羊绒、羊皮等一系列动物副产品。我国是绵羊饲养量、出栏量及羊肉产出量最多的国家，绵羊的繁殖性状直接影响养殖企业的生产效益。现代绵羊育种旨在提高其生产和繁殖性能从而大大提高其经济价值。随着生物科学技术的发展以及遗传学研究的深入，传统的选择方法逐渐暴露出周期长、难度大等弊端，已不能满足我国绵羊育种能力快速提高的需要。近年来，分子标记辅助选择(Marker-assisted Selection，MAS)在动物育种中广为应用，可以显著提高选择的准确性和选择效率。分子标记辅助选择可以从分子水平上快速准确地分析个体的遗传组成，从而实现对基因型的直接选择，进行分子育种。

目前，常见的基因组变异包括插入/缺失(InDels)、单核苷酸多态性(SNPs)和结构变异(SVs)等。插入/缺失(InDels)突变是作为一种重要的分子遗传标记具有分布广、密度高、数量多、检测方便等优点。且与其它变异相比，InDel更容易通过PCR扩增和琼脂糖凝胶电泳技术直接被鉴定。随着比较基因组学的深入研究，InDel为理论研究和遗传育种应用研究提供了大量的生物信息，其作为遗传学鉴定标记，多集中在人类基因组研究中，对反刍家畜的功能性基因，尤其是可应用于反刍动物繁殖性状的选育方面的InDel标记的研究和应用甚少。最近的研究显示，Li等在绵羊FecB基因上发现了5个新的indel位点，显示其与绵羊产羔数相关(Li et al.,2020)；一项研究发现山羊CTNNB1基因存在一个26-bp indel位点与山羊头胎产羔数显著相关(Zhang et al.,2018)；Akhatayeva等利用indel分子标记在绵羊GHR和PRL基因上发现3个与产羔数有关的indel位点(Akhatayeva et al.，2020)，从而加快绵羊分子选育。这些研究都表明InDels对动物分子育种具有重要的意义和参考价值。

赖氨酸去甲基化酶3B(Lysine demethylase 3B，KDM3B)，是KDM3亚家族中具有Jumoji C结构域的酶，可以特异性地去甲基化组蛋白H3赖氨酸9(Brauchle et al.,2017)。KDM3B基因位于绵羊的第5号染色体上，共有24个外显子，在动物睾丸、肺、乳腺和胎盘中均呈现高表达。在动物繁殖中，维持适当水平的H3K9甲基化已被证明在哺乳动物繁殖中具有重要意义，H3K9的高甲基化与转录抑制和异染色质形成相关(Brauchle et al.,2013)，这可能对动物繁殖产生不利影响。目前的研究显示，KDM3B在癌症与肿瘤中研究较多，其具有潜在的抗癌和抑制肿瘤生长的作用。此外，KDM3B基因在动物生殖过程中起至关重要的作用，影响雄性和雌性的生殖过程。在雌性动物中，KDM3B基因在卵巢、输卵管、子宫等生殖器官中高表达。有研究表明，敲除小鼠的KDM3B基因可以导致其生殖功能严重受损，发情周期不规则，排卵率、受精率、胚胎数和17β-雌二醇循环均明显下降(Liu et al.,2015)，说明KDM3B基因在调节发情与生殖周期、排卵、受精等雌性生殖过程中发挥重要作用。但是，目前尚未见到关于KDM3B基因InDel位点及其与繁殖性状相关的报道。因此，可以将KDM3B基因作为分子标记候选基因，研究其InDel位点与绵羊繁殖性状的关系，加速培育繁殖性能优良的绵羊品种。

发明内容