本發(fā)明涉及一種鮭鱒魚通用的SNP分子標記組合及其應用,具體涉及96個標記組合以及引物序列,特別涉及一種用于鮭鱒魚種質遺傳資源多態(tài)性評估的應用,也特別涉及一種鮭鱒魚類制種評估的應用。
背景技術:
鮭鱒魚類是鮭魚和鱒魚的統稱,隸屬于硬骨魚綱(Osteichthyes)、輻鰭亞綱(Actinopterygii)、鮭形目(Salmoniformes)、鮭科(Salmonidae),在我國有7屬36種,其中4屬8種都有人工養(yǎng)殖,是重要的冷水性名優(yōu)水產物種。鮭鱒魚對生存水質要求高,只能生長在清涼、流動、無污染的水域中,其肉質鮮美、蛋白質含量高、富含不飽和脂肪酸、無肌間刺,符合消費者對于食品綠色安全、營養(yǎng)健康和美味口感的全方位需求。因而,鮭鱒魚在市場上越來越受到追捧,成為高端水產品中的新貴。
然而,受制于養(yǎng)殖規(guī)模較小,國內鮭鱒魚養(yǎng)殖目前尚未建立起系統健全的良種選育體系,因而存在著種質退化、苗種生產和引進隨意性大等隱患。以世界范圍內養(yǎng)殖量較高的大西洋鮭(Salmosalar)、虹鱒(Oncorhynchusmykiss)為例,國外水產研究人員已完成了這兩個物種的全基因組測序,開發(fā)了多種通量的SNP分型芯片等遺傳分析工具,并建立了基于基因組信息的育種、育苗體系。而我國鮭鱒魚養(yǎng)殖業(yè)中此類遺傳工具的應用尚屬空白,在苗種繁育過程中僅能依據形貌特征選擇親本,發(fā)生近交衰退的風險較高。
因此,亟待開發(fā)適宜的遺傳工具,用于鮭鱒魚繁育親本的遺傳篩查,選擇親緣關系較遠的親本,避免近交衰退,以及養(yǎng)殖群體的遺傳多態(tài)性評估,在種群遺傳多態(tài)性下降時適時引入外來親本,維持種群遺傳多樣性。
此外,由于各種鮭鱒魚養(yǎng)殖種對生境的要求類似,我國鮭鱒魚養(yǎng)殖的地域比較集中,往往同一育苗場或養(yǎng)殖場同時養(yǎng)殖多種鮭鱒魚。如果能開發(fā)各種鮭鱒魚通用的分子標記,即可利用同一套分子標記和檢測方法,實現對多個鮭鱒魚養(yǎng)殖種的遺傳評估,將明顯有利于降低遺傳檢測成本,簡化技術人員培訓流程,提升科學養(yǎng)殖管理效率。
技術實現要素:
本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷,并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
本發(fā)明再有一個目的是提供一種鮭鱒魚類通用的SNP分子標記組合。
本發(fā)明另有一個目的是提供一種所述的鮭鱒魚通用的SNP分子標記組合進行鮭鱒魚遺傳多態(tài)性評估的方法,本發(fā)明的SNP分子標記數量充足,能夠通過SNP分子標記廣泛深入地用于鮭鱒魚類的遺傳多態(tài)性評估。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種利用所述的鮭鱒魚通用的SNP分子標記組合進行鮭鱒魚類制種評估的方法,本發(fā)明通過SNP分子標記組合的基因型分析進行鮭鱒魚的制種評估,操作簡便、效率高。
為此,本發(fā)明提供的技術方案為:
鮭鱒魚通用的SNP分子標記組合,該SNP分子標記包含96個SNP分子標記,所述96個SNP分子標記的堿基序列分別為如SEQ ID NO:1~96所示的核苷酸序列。
一種利用所述的鮭鱒魚通用的SNP分子標記組合進行鮭鱒魚遺傳多態(tài)性評估的方法,包括如下步驟:
步驟一、獲取待評估鮭鱒魚的基因組DNA;
步驟二、利用所述基因組DNA獲得每尾鮭鱒魚的多個SNP分子標記位點的基因型;
步驟三、利用生物信息學軟件根據孟德爾遺傳規(guī)律分析步驟二中得到的每尾鮭鱒魚的多個SNP分子標記位點的基因型的結果,分析得到待評估鮭鱒魚的多態(tài)位點信息,以判斷待評估鮭鱒魚的種質遺傳資源多樣性程度;
其中,所述多個SNP分子標記被包含于所述96個SNP分子標記中。
優(yōu)選的是,所述的方法中,所述步驟一中,所述基因組DNA從該鮭鱒魚的鰭條、肌肉或血液得到。
一種利用所述的鮭鱒魚通用的SNP分子標記組合進行鮭鱒魚類制種評估的方法,包括如下步驟:
步驟一、獲取需要進行制種評估的鮭鱒魚的基因組DNA;
步驟二、獲得每尾鮭鱒魚的多個SNP分子標記位點的基因型;
步驟三、利用生物信息學軟件根據孟德爾遺傳規(guī)律分析步驟二中得到的每尾鮭鱒魚的多個SNP分子標記位點的基因型的結果,分析得到所述需要進行制種評估的鮭鱒魚的分型信息,判斷出需要進行制種評估的鮭鱒魚之間的親緣關系,以確定該鮭鱒魚是否適合做為親本進行繁育;
其中,所述多個SNP分子標記被包含于所述96個SNP分子標記。
優(yōu)選的是,所述的方法中,所述步驟一中,所述基因組DNA從該鮭鱒魚的鰭條、肌肉或血液得到。
本發(fā)明至少包括以下有益效果:
本發(fā)明開發(fā)鮭鱒魚4屬7種中共有的96個SNP位點,作為鮭鱒魚類通用的分子標記。本發(fā)明利用該組96個SNP位點進行了鮭鱒魚的制種評估,用于鮭鱒魚繁育親本的遺傳篩查。本發(fā)明利用該組96個SNP位點對鮭鱒魚的遺傳多態(tài)性進行了評估,在種群遺傳多態(tài)性下降時可適時引入外來親本,維持種群遺傳多樣性。SNP分子標記數量大、基因組覆蓋率高,分型操作簡單快速,分型準確度高?;谀壳癝NP分型技術的特點對SNP進行的篩選,96個位點分別位于虹鱒魚的29條染色體上。這既滿足了SNP位點在全基因組范圍內的覆蓋(除第25號常染色體),也有效地避免了連鎖不平衡。
本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現,部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
附圖說明
圖1為本發(fā)明其中一個實施例中54尾鮭鱒魚樣本基于Neighbor-joining算法的進化樹構建情況;
圖2為本發(fā)明其中一個實施例中48尾虹鱒魚樣本基于Neighbor-joining算法的進化樹構建情況。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明,以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
應當理解,本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
發(fā)明人通過對94尾不同種屬的鮭鱒魚進行SNP分型,獲得了超過5.7萬個有效SNP位點,其中所有鮭鱒魚通用的有效多態(tài)位點2245個,基于參考虹鱒魚基因組,從其中進一步選擇出位于29條不同染色體上的96個鮭鱒魚共有SNP有效多態(tài)位點(“96SNP array”)并對這96個SNP位點在鮭鱒魚遺傳多態(tài)性評估和制種評估中的作用進行了研究。
本發(fā)明采用的一個核心技術為:“96SNP array”
使用簡要介紹
首先,提取鮭鱒魚基因組DNA(對DNA質量要求較高,適宜濃度為60-100ng/μL),取樣可以是活魚鰭條、肌肉、血液(在不影響魚存活的情況下)。然后用本發(fā)明設計的“96SNP array”(見表1)對基因組DNA進行SNP分型。
表1 “96SNP array”中96個SNP位點的具體信息
實施例1鮭鱒魚通用的SNP分子標記用于種質遺傳資源多態(tài)性評估的應用
如表1所示,本發(fā)明提供用于鮭鱒魚種質遺傳資源多態(tài)性評估的SNP分子標記組合,所述SNP分子標記組合為,堿基序列如SEQ ID NO:1~96。本發(fā)明提供的SNP分子標記組合用于鮭鱒魚類,結果準確,可高效率、高通量、應用簡便的檢測SNP分子標記多態(tài)及親緣關系。
一種利用所述的鮭鱒魚通用的SNP分子標記組合進行鮭鱒魚遺傳多態(tài)性評估的方法,包括如下步驟:
步驟一、獲取待評估種質鮭鱒魚的基因組DNA。優(yōu)選的是,所述的用于鮭鱒魚多態(tài)性評估的方法中,所述步驟一中,所述基因組從該鮭鱒魚的鰭條、肌肉、或血液得到。
步驟二、獲得每尾鮭鱒魚的多個SNP分子標記位點的基因型。
步驟三、利用生物信息學軟件根據孟德爾遺傳規(guī)律分析步驟二中得到的每尾鮭鱒魚的多個SNP分子標記位點的基因型的結果,分析得到待鑒鮭鱒魚的多態(tài)位點信息,以判斷待鑒定鮭鱒魚的種質遺傳資源多樣性。
步驟四、種質資源遺傳多態(tài)性評估:
利用CERVUS3.0.7計算SNP分型結果的遺傳多態(tài)性,例如,等位基因頻率(allele frequency)、期望雜合度(expected heterozygosity(HExp))、多態(tài)信息含量(polymorphic information content(PIC))、排除概率(combined non-exclusion probability(NE-P)),哈代溫伯格平衡(Hardy-Weinberg equilibrium(HWE)),無效等位基因(null allele)等,見表2。PIC的平均值為0.353,最高值為0.375,最低值為0.258。PIC低于0.3的僅有兩個位點AX89939691和AX89923395。雖然由于1個SNP位點包含兩個等位基因會使SNP位點存在著多態(tài)信息含量較低的特性。然而本發(fā)明所包含的96個SNP位點的遺傳多樣性仍然較高(PIC≥0.3),這說明該組位點能夠滿足鮭鱒魚種質遺傳資源多態(tài)性評估的需要。
表2 96個SNP位點的遺傳多態(tài)性
a number of alleles(等位基因數),b Number of genotypes(基因型數),cobserved heterozygosity(實際雜合度),d expected heterozygosity(期望雜合度),epolymorphic information content(多態(tài)信息含量),fnon-exclusion probability(first parent)(排他概率(第一親本)),g non-exclusion probability(second parent)(排他概率(第二親本)),h non-exclusion probability(parent pair)(排他概率(親本對)),i non-exclusion probability(identity)(排他概率(同一性)),j non-exclusion probability(sib identity)(排他概率(近親同一性)),k Hardy-Weinberg(哈代溫伯格平衡),l null allele frequency(無效等位基因)。
步驟五、選擇鮭鱒魚4屬7種共56尾魚進行基于進化樹的多態(tài)性評估。具體樣本信息見表3。根據分型結果使用MEGA6軟件Neighbor-joining方法進行進化樹的構建。通常來說,各進化分支距離越遠親緣關系越遠,節(jié)點越長進化距離越遠。由此可初步評估鮭鱒魚養(yǎng)殖群體間某一物種的群體遺傳多態(tài)性程度,在種群遺傳多態(tài)性下降時可適時引入外來親本,維持種群遺傳多樣性。結果見圖1。
實施例2鮭鱒魚通用的SNP分子標記在實際群體制種評估中的應用
為了驗證整套SNP分子標記在實際群體中進行推斷的可行性及其在制種評估中的準確性做了驗證,發(fā)明者選擇了虹鱒6個來源不同的種群的48尾魚進行種內親緣關系鑒定。具體樣本信息見表3。
一種利用所述的鮭鱒魚通用的SNP分子標記組合進行鮭鱒魚類制種評估的方法,以虹鱒魚為例,包括如下步驟:
步驟一、獲取待評估種質虹鱒魚的基因組DNA。優(yōu)選的是,所述的用于鮭鱒魚制種鑒定的方法中,所述步驟一中,所述基因組從該虹鱒魚的血液得到。
步驟二、獲得每尾虹鱒魚的多個SNP分子標記位點的基因型。
步驟三、利用生物信息學軟件根據孟德爾遺傳規(guī)律分析步驟二中得到的每尾虹鱒魚的多個SNP分子標記位點的基因型的結果,分析得到待鑒虹鱒魚的分型信息,判斷出待鑒定種質虹鱒魚之間的親緣關系,以確定待鑒定虹鱒魚是否適合做為親本進行繁育。
最后根據分型結果利用軟件對樣本進行親緣關系分析。親緣關系分析使用MEGA6軟件進行進化樹的構建,采用該軟件Neighbor-joining方法推斷親緣關系,分枝樹越近親緣關系相近的可能性越大。
利用上述的“96SNP array”進行實驗,實驗結果見圖2。
圖2中,A07~H07,A08~H08,A09~H09分別為不同采樣地區(qū)的虹鱒,A10~H10,A11~H11,A12~H12分別為不同采樣地區(qū)的金鱒。從圖2中可看出,使用96個SNP分子標記的情況下,可以準確推斷不同地區(qū)不同來源的樣本,進化樹聚類結果與真實樣本群體來源完全一致,樣本親緣關系鑒定效率較高,準確,推斷效果好。
表3實施例中94尾鮭鱒魚的樣本信息
本發(fā)明開發(fā)了鮭鱒魚通用的96個SNP位點分子標記,對4屬7個鮭鱒物種基因組DNA進行SNP基因型分型,并設計了一個可以用于遺傳多態(tài)性評估和制種評估的96-SNP分子標記組合。選取的96個SNP分子標記均具有較高的遺傳多態(tài)性(表2)。獲得96個我國養(yǎng)殖群體的多態(tài)性豐富位點。
在本發(fā)明中,我們選取鮭鱒魚4屬7種共94尾作為實驗樣本以鑒定該96-SNP標記組合在制種評估中的可應用性,實驗結果表明,該96-SNP標記組合可以用于鮭鱒魚類的制種評估和親本選擇。本研究中探索開發(fā)的用于鮭鱒魚制種評估的SNP標記組合可用于鮭鱒魚繁育親本的遺傳篩查,選擇親緣關系較遠的親本,避免近交衰退,為鮭鱒魚的繁殖與育種工作提供便利。在不同連鎖群(染色體)上分別篩選用于親權鑒定的位點,獲得一組96個可用于苗種鑒定和制種評估的位點集群,并在繁育群體中進行了驗證和應用。
綜上,通過觀測樣本驗證的結果表明本發(fā)明具備較大實際應用價值。
盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上,但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用,它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域,對于熟悉本領域的人員而言,可容易地實現另外的修改,因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下,本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。
SEQUENCE LISTING
<110> 中國水產科學研究院
<120> 鮭鱒魚通用的SNP分子標記組合及其應用
<130> 2016
<160> 96
<170> PatentIn version 3.5
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caactgcatg a 71
<210> 38
<211> 71
<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 38
gtgcgatatg tttcatcatg gctgtgacag agaac[A/G]catt ggccacatca acacgctctt 60
acagtatgaa g 71
<210> 39
<211> 71
<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 39
taatatttat ggtcagggat atgtttaaaa attct[G/T]atga gctaacgtgg ctaattttga 60
aacatctcct t 71
<210> 40
<211> 71
<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 40
tagagttgat gttggaacct aaaaagctta tagag[A/C]taat tttggagcct cagcagattc 60
tagagttgat g 71
<210> 41
<211> 71
<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 41
taggttcctt taatttgaga ccacaggaag ataat[G/T]gttg aagtaaatca aaactgggtt 60
tagttcctag c 71
<210> 42
<211> 71
<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 42
tattaagact gatcgatttt taatgcatta attat[A/C]atct aatgtctgtg atattaagga 60
ttttgctttt g 71
<210> 43
<211> 71
<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 43
tattgaggtt gtttgtaagt ttgtaacgat ggtac[C/T]tttt ttgcactgct tctatagatg 60
ttatttgatt t 71
<210> 44
<211> 71
<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 44
tatttaaaat ggggaaagaa ttggattcca taagta[A/C]ttt ttctttgtga tttctgcagc 60
caaaaatgcc t 71
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<211> 71
<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 45
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<212> DNA
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<211> 71
<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 48
tcgctaattc actcttggga agtttcctca attag[C/T]ctgt ccagactcca tctcttaata 60
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<212> DNA
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<400> 49
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atacaactag t 71
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<211> 71
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tctctgcaga gggactccta ttgagttata agtac[A/G]gcag ccttatcact ttctattcat 60
ctcctgtatt t 71
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<211> 71
<212> DNA
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<211> 71
<212> DNA
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tcttaacatc agcaacagtc tttaaaataa cgttg[A/G]cact gtcataacct gtggtaaacc 60
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<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 53
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<212> DNA
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<212> DNA
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<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
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<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 58
tggcctcctt gacctgggca ttttttcaga aatta[A/C]acat agtaggctac ttctatagga 60
attgtgaaga c 71
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<211> 71
<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 59
ttctggtgaa aagtgaaata cttttgaaga gcatt[A/C]attt aaatattcaa tacgttgcat 60
atattatgta a 71
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<212> DNA
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cattgcttgt t 71
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<211> 71
<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 61
aaatgtatat aaaacaaact agtctatgat agtgc[C/T]tgca ttattgcatt tgctcacata 60
tgtattgtgt g 71
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<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
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<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 63
aattgcaatc aagtgtaatt gatcatgatg aatat[A/C]tact atatcaataa tgaaagaaac 60
cattcccacc a 71
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<211> 71
<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 64
acaggttctg acaatgttgt gtgaaaataa aattt[C/T]cgtg caagagagaa gtgaccaaca 60
aaatactgct g 71
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<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 65
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tcagacggcg a 71
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<212> DNA
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<400> 66
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cacaaaggtg t 71
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<211> 65
<212> DNA
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<400> 67
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<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
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<211> 71
<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
<400> 69
attggctaaa ctgaaaacgt ttgaaaacgt aaaac[A/G]ttta acaataggta gaacagtgcc 60
catgaaaaga c 71
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<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
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caattttcat ggtttgaaaa tatgaaattg ccagg[A/C]catt ttgttagagg gaaaaaaaac 60
ggtttcattt c 71
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<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
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<211> 71
<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
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cttttgtatt c 71
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<211> 67
<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
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cttgagtatg ctgcaaaagt tacacttgag t[G/T]gtttatgg tttacataca tttctgagca 60
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<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
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ccatatggac t 71
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<211> 71
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<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
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gatggacatg tgaattgtcc aatagatatg gatgg[C/T]gtca ttggtacaac tacatgttta 60
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acaatgtaat t 71
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gagacagaag g 71
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<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
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ggaatatgcc atgtgagacc ccacaaaagt taatc[A/G]catg aaaatcaaca ttttttaaaa 60
tagacgattt g 71
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<211> 71
<212> DNA
<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
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ggagatgacc cctcgatatc gagtctggcc acggc[C/T]catt tgcatacatt agggagccca 60
aactccactg g 71
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<213> 虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)
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gaagatgtgt a 71
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taagcaagcc c 71