一种影响绒山羊绒长性状的分子标记及应用的制作方法

本发明涉及分子标记辅助选择及动物遗传育种技术领域，特别涉及一种影响绒山羊绒长性状的分子标记及应用。

背景技术：

绒山羊是世界上一种独特的生物资源，具有重要的经济价值，而且产品丰富多样，其主要产物是羊绒。其织品因保暖、轻柔、细滑、造型高雅而享誉国际。内蒙古绒山羊是经过长期自然选择和人工选择培育出的优良地方畜种。山羊体表绒毛共生，主要由初级毛囊产生的羊毛和次级毛囊产生的羊绒组成。羊绒细而柔软，颜色洁白，手感细腻光滑，是纤维纺织的珍品，被誉为“纤维宝石”、“软黄金”而畅销全球。“温暖全世界”的鄂尔多斯羊绒衫就是内蒙古绒山羊所产的羊绒为原材料加工而成的。

近年来，国内外对绒山羊生产性能的研究主要集中在羊绒产量、体重、产羔数等生产性能指标上。对于绒毛品质性状(绒毛长度、绒毛细度)研究报道较少。羊绒的细度和长度性状决定了羊绒产品的质量，与织造产品和经济效益密切相关。由于人口增长，羊绒的需求已经超过了供给。随着市场需求的变化，生产优质羊绒纤维已成为绒山羊育种的主要目标。如何在保持羊绒产量的同时降低纤维细度、增加羊绒长度，是动物科学分子生物学和遗传育种的主要研究课题。除了羊毛颜色属于孟德尔遗传外，细度、长度、强度和羊绒(羊毛)产量等性状都是受环境、营养和品种影响的数量性状受微效多基因控制。由于遗传力低，测量繁琐，用传统的育种值估计很难快速提高育种水平。因此，探索分子遗传标记，进行标记辅助选择(mas)和基因组选择(gs)，从分子水平上改良性状，是一种更有效的方法。

全基因组关联分析(gwas)用于检测影响整个基因组中相应表型性状的遗传标记。这种方法已成为确定家畜重要经济性状候选基因的有效策略。该方法的理论基础是常见疾病和常见变异的遗传假说。

技术实现要素：

为了克服现有技术中绒山羊绒长性状选育中存在的问题，本发明的首要目的在于提供一种影响绒山羊绒长性状的分子标记，由此通过该分子标记，可以建立对绒长性状进行快速改良的分子标记辅助选择技术，极大地改善绒山羊选育进程，提供羊绒的质量和产量，迎合市场需求，提高绒山羊的国际竞争力。

本发明的另一个目的在于提供一种影响绒山羊绒长性状的分子标记在鉴定绒山羊绒长性状和绒山羊遗传育种中的应用，由此可以大大缩短育种年限，选育高质量的满足市场需求的绒山羊品系，提高市场竞争力。

本发明的第三个目的在于提供一种利用绒山羊绒长性状的分子标记选育长绒型绒山羊品系的方法，由此可以快速稳定的选育出长绒型绒山羊品系，提高育种效率，节约成本。

本发明的第四个目的在于提供一种利用影响绒山羊绒长性状的分子标记选育短绒型绒山羊品系的方法，由此可以快速稳定的选育出短绒型绒山羊品系，提高育种效率，节约成本。

本发明的第五个目的在于提供一种绒山羊的遗传改良方法，由此可以快速高效的改良绒山羊的绒长性状，提高效率，节约成本。

根据本发明的第一个方面，提供了影响绒山羊绒长性状的分子标记，该分子标记位点包括山羊基因组ars1版本2号染色体上第19532160处的g＞a突变。

本发明的另一个方面，提供了一种影响绒山羊绒长性状的分子标记在鉴定绒山羊绒长性状和绒山羊遗传育种中的应用。

本发明的第三个方面，提供了利用影响绒山羊绒长性状的分子标记选育长绒型绒山羊品系的方法，该方法包括如下步骤：检测绒山羊2号染色体上第19532160处的分子标记；该分子标记的snp位点是a还是g，淘汰g保留a，选育出长绒型绒山羊品系。

在某些实施方式中，该绒山羊包括内蒙古绒山羊。

本发明的第四个方面，提供了利用影响绒山羊绒长性状的分子标记选育短绒型绒山羊品系的方法，该方法包括如下步骤：检测绒山羊2号染色体上第19532160处的分子标记；该分子标记的snp位点是a还是g，淘汰a保留g，选育出短绒型绒山羊品系。

在某些实施方式中，该绒山羊包括内蒙古绒山羊。

本发明的第五个方面，提供了一种绒山羊的遗传改良方法：确定绒山羊核心群中种绒山羊的2号染色体上第19532160处的分子标记；选育山羊基因组2号染色体上第19532160处的aa型个体作为父本及母本，进行繁育，培育出后代基因型均为aa型的个体，从而改良后代绒山羊的绒长。

在某些实施方式中，该绒山羊包括内蒙古绒山羊。

本发明的有益效果：

1)本发明确定了影响绒山羊绒长性状的分子标记，证明其对绒山羊绒长性状有显著作用，通过该分子标记，可以建立对绒长性状进行快速改良的分子标记辅助选择技术，极大地改善绒山羊选育进程，提供羊绒的质量和产量，迎合市场需求，提高绒山羊的国际竞争力。

2)本发明公开的影响绒山羊绒长性状的分子标记应用在鉴定绒山羊绒长性状和绒山羊遗传育种中，可以大大缩短育种年限，培育高质量的满足市场需求的绒山羊新品系，提高市场竞争力。

3)本发明公开的利用绒山羊绒长性状的分子标记选育长绒型绒山羊品系的方法，通过该方法，可以快速稳定的选育出长绒型绒山羊品系，提高育种效率，节约成本。

4)本发明公开的利用绒山羊绒长性状的分子标记选育短绒型绒山羊品系的方法，通过该方法，可以快速稳定的选育出短绒型绒山羊品系，提高育种效率，节约成本。

5)本发明公开的绒山羊的遗传改良方法，可以快速高效的改良绒山羊的绒长性状，提高效率，节约成本。

附图说明

图1为snp在染色体上的分布情况；

图2为群体pca分析结果；

图3为全基因组关联分析结果。

具体实施方式

下面结合附图对发明作进一步详细的说明。

一、样本选择：

本研究采集了内蒙古绒山羊的3岁母羊，共192个个体。同时采集羊绒纤维样品和耳组织样品分别进行纤维直径测量和dna提取。

二、羊绒纤维细度测量分析

从绒山羊肩胛骨与体中线交叉点后一掌处从绒山羊体侧肩胛区采集绒毛纤维样品，首先送实验室测定，进行样品绒、毛纤维分离工作。利用石油醚清洗，除去泥沙和油脂等杂质。最后将洁净的绒、毛样品剪碎成2.0mm左右的细小纤维段，置于延展器中，旋转搅拌分离细小纤维段，使其从延展器下方的筛孔中漏下，均匀散落在载样器的载玻片上，盖上上层的加压玻片，压平和固定短纤维段，制作成测量使用的玻璃样片。利用光学纤维直径分析仪ofda-2000对采集到的羊绒纤维样品进行纤维直径测量。将玻璃样片置于光学显微镜载物台，利用十字推进器固定移动到合适的位置，启动测量软件，光学显微镜开始自动扫描纤维信号，并将有效信号存入计算机，进行后续相关统计指标的计算。经过每个样品重复测量三次并取平均值，获得不同个体羊绒纤维细度直径的表型记录。

三、基因分型与质量控制

dna提取使用标准苯酚-氯仿法从耳组织中提取dna。dna的完整性和纯度通过2％琼脂糖凝胶电泳和nanodrop2000紫外分光光度计(thermo，waltham，ma，usa)进行测试。

使用illuminagoatsnp52kbeadchip对样本进行基因分型，包括53347个snp。使用plink1.90件用于质量控制质控条件为--geno0.1--maf0.01--hwe1e-6--mind0.1。经过质量控制后，共有191只动物和48739个snp，用于后续的分析。

在对原始基因型进行质量控制(qc)后，共获得48739个snp，并分布在29条山羊染色体上(图1)。在进行gwas分析之前，必须对测试群体的总体结构进行分析和相应的修正，采用pca(principalcomponentanalysis)，即主成分分析，其是群体结构分析的常用手段之一，其分析过程就是从高密度snp标记中提取关键的信息，以便我们使用更少的变量(指标)就可以对样本进行有效区分。这些被提取出的信息，按照其效应从大到小排列，我们称之为pca1、pca2、pca3……等，其核心思路是利用一系列矩阵变换，把多个线性相关的变量(snp)，转化为少数的变异解释线性无关变量(特征向量)。pca分析结果可用来判断是否存在群体结构分层，推断群体历史等。

应用pca进行群体结构分析步骤：

第一步对标捕获测序获得的snp数据预先处理，将含有多于两种等位基因型的位点过滤掉。

第二步，计算每个snp位点的平均值，将与参考基因组基因型一致的纯合个体定义为0，基因型与参考基因组不同的纯合个体定为2，基因型杂合个体定为1，基于个体计算矩阵打分。参考github分享的pca分析脚本来进行pca分析(https://github.com/argriffing/eigensoft/blob/master/bin/smartpca.perl)，对得到的数据用r件(https://www.r-project.org/)进行可视化，结果如图2所示，这些处理结果表明并没有在群体中显示出明显的集群形成，这也表明样本之间没有遗传差异，可用于后续分析。

四、全基因组关联研究(genome-wideassociationstudies，gwas)

使用gemma软件对内蒙古绒山羊进行全基因组关联研究，将群体、年龄和性别作为固定效应纳入模型中，采用的统计分析模型为y＝xα+zβ+wμ+e，其中y为表型性状，x为固定效应矩阵，α为固定效应的估计参数，z为snps矩阵，β为snps效应，w为随机效应矩阵，μ为预测的随机个体，e为随机误差，分布为e～n(0，δe2)。用bonferroni校正方法确定gwas的显著性阈值，通过膨胀系数(λ)和q-q图估计观测值与数量性状之间的差异，基因组膨胀系数(λ)为1.057，表明没有基因组扩张，结果如图3所示。同时，全基因组关联分析结果表明4个单核苷酸多态性(snp)达到全基因组显著性水平

五、影响内蒙古绒山羊绒长性状的snp

对达到全基因组显著性水平的单核苷酸多态性(snp)进行进一步研究，发现山羊基因组2号染色体上第19532160处的g＞a突变可以显著影响绒山羊绒长性状，其基因序列如下(seqidno：1)：

gcaggtgtagtttctatagttttgaattttgttctgaccccatgggagttctttttagatm[a/g]cctttctaattcactctaataaactggctgactatggtatagcttattgatcttaattaa

注：序列中标注的m为突变位点，用标有下划线显示(括号中为突变碱基，为等位基因突变，表示m位点为a或g)。

对上述snp位点与绒长性状的关联分析如下：

表1山羊基因组2号染色体上第19532160处的多态性

由表1可知，对于基因型为aa的个体来说，其绒毛长度最长；对于基因型为gg的个体而言，其绒毛长度最短。在采用混合线性模型的全基因组关联分析中，山羊基因组2号染色体上第19532160处snp分子标记达到了全基因组显著水平，说明该标记不仅与绒山羊的绒毛长度性状显著相关，且当该标记突变为a时，有利于绒山羊拥有较长的绒毛。

表2山羊基因组2号染色体上第19532160处snp基因频率及基因型频率

从表2可以看出，aa、ag的基因型频率均高于gg，可以说明a为优势基因，aa为优势等位基因型。

由此可见，可以通过山羊基因组2号染色体上第19532160处g＞a突变或基因型来选育不同类型的绒山羊品种，比如通过选择aa基因型个体并作为父本或者母本，来提高后代中绒毛的长度，培育长绒型绒山羊品系。或者通过选择gg基因型个体作为父本或者母本，来改良后代中绒毛的长度，培育短绒型绒山羊品系。通过该分子标记，可以快速高效的筛选出合适的绒长性状的绒山羊，不仅可以提供羊绒质量和产量，其应用在育种技术上，还能快速高效的对绒山羊进行遗传改良，提高绒山羊品系的市场竞争力。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。

序列表

<110>内蒙古农业大学

<120>一种影响绒山羊绒长性状的分子标记及应用

<130>20200824

<160>1

<170>siposequencelisting1.0

<210>1

<211>121

<212>dna

<213>caprahircus

<400>1

gcaggtgtagtttctatagttttgaattttgttctgaccccatgggagttctttttagat60

mcctttctaattcactctaataaactggctgactatggtatagcttattgatcttaatta120

a121