一种奶牛高产长寿性状选育的全基因组低密度芯片及其应用的制作方法

本发明涉及分子生物学和生物芯片领域。更具体地，涉及一种奶牛高产长寿性状选育的全基因组低密度芯片及其应用。

背景技术：

1、自2001年基因组选择的概念被提出以来，基因组选择已经成为奶牛育种的常规育种工具。基因组选择利用覆盖全基因组上的标记，通过标记与性状相关qtl的连锁不平衡，可以实现对初生后代进行早期选留。

2、基因组选择的实施需要有对应品种的基因组育种芯片。确定芯片中的遗传标记，首要的需要确定目标性状相关的遗传位点。挖掘性状相关位点常用方法有全基因关联分析(genome-wide association studies，gwas)、群体分化指数(fixation index，fst)。

3、全基因组关联分析是指在全基因组层面上，开展大样本、反复验证的基因与表型的关联研究，是通过对大规模的群体dna样本进行全基因组高密度遗传标记(如snp或cnv等)分型，从而寻找与复杂性状相关的遗传因素的研究方法，全面揭示与表型相关的遗传基因。单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，snp)，主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的dna序列多态性。

4、群体间遗传分化指数，是种群分化和遗传距离的一种衡量方法，分化指数越大，差异越大。适用于亚群体间多样性的比较。用于衡量种群分化程度，取值从0到1，为0则认为两个种群间是随机交配的，基因型完全相似；为1则表示是完全隔离的，完全不相似。它往往从基因的多样性来估计，比如snp。是一种以哈温平衡为前提的种群遗传学统计方法。

5、snp分析目前是挖掘关键基因的常用手段。但是，中国奶牛育种工作(冻精、胚胎、遗传评价)均依赖于国外，尤其是遗传评价工作需要采集血液、毛发等样品送到美国检测，存在奶牛遗传资源外泄、检测周期长、检测成本高的问题；冻精70％以上依赖国外进口，自主育种能力偏低等问题。

6、赛科星集团自有26座牧场，存栏牛只15.25万头，截至2024年5月集团全群单产已突破40kg。其中，长期开展dhi工作的有16座牧场，共计9.83万头牛只；dhi工作开展较早、数据记录完整的牧场有8座，累计参测5.93万头。有充足的数据可以开展长寿性、产奶量等性状分析。另外，赛科星集团还拥有2座公牛站、2座国家核心育种场。累计培育优秀种公牛440余头，性控冻精生产能力为亚洲第一、世界第二，年产各类冻精约300万剂，全国累计推广应用超过740万剂，冻精产品销量连续十二年位居全国第一，是国内市场占有率最高的育种公司。因此，公司拥有不同公牛在不同区域、不同牧场后代的遗传关系数据。

7、长寿性用于指奶牛总体的生产时间，用于量化奶牛带来效益的潜力。长寿性通常有不同的衡量指标，如生产寿命是指奶牛从第一次产犊到死亡或者淘汰的时间。虽然生产寿命不影响单产，但是增加生产寿命有利于减少被动淘汰以及购牛的费用，也可以增加终身产奶量，是牧场生产经营的一个重要经济指标；如用胎次的高低表示牛的在群时间以及产奶的时间。生产性能主要包括：产奶量、乳脂率、乳蛋白率。该性状由大量微效的多基因控制，受遗传和环境多因素影响，属于数量遗传性状。传统基于表型的育种方法很难在短时间内取得明显效果。加之微效多基因的原因，分子辅助选择标记的育种方法，取得的结果也不尽理想。

8、奶牛的长寿性和产奶量通常是由于遗传和环境因素叠加形成的，因此，在环境因素相对固定的条件下，有必要分析、挖掘影响高产长寿奶牛的遗传位点、基因等遗传信息，开发鉴定奶牛高产长寿的育种芯片对于奶牛的育种工作具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供一种奶牛高产长寿性状选育的全基因组低密度芯片，以提高评价牛群的长寿性和产奶量等性状的准确性，增加效益。

2、本发明的另一个目的在于提供上述全基因组低密度芯片的应用。

3、为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

4、本发明首先提供了一种奶牛高产长寿性状选育的全基因组低密度芯片，所述全基因组低密度芯片包含10000个snp位点，以ars-ucd1.2作为参考基因组，所述10000个snp位点的信息如表6所示。

5、进一步，所述snp位点与奶牛的长寿性和产奶量性状相关联。

6、本发明进一步提供了上述奶牛全基因组低密度芯片在如下任一中的应用：

7、1)在奶牛的育种中的应用；

8、2)在奶牛的全基因组关联分析中的应用；

9、3)在奶牛的长寿性性状选育中的应用；

10、4)在奶牛的产奶量性状选育中的应用。

11、在本发明中，所述长寿性以胎次来衡量，5胎以上个体是为长寿或高繁个体，3胎以下定义为非长寿或低繁个体；所述产奶量以dhi数据的均值衡量，以40kg平均产奶量为阈值，高于40kg定义为高产牛，低于40kg为低产牛。

12、本发明进一步还提供了一种奶牛高产长寿性状选育的全基因组低密度芯片的制备方法，所述制备方法为将上述10000个snp位点形成低密度芯片。

13、本发明中，所述奶牛为荷斯坦奶牛。

14、本发明的有益效果如下：

15、本发明奶牛高产长寿性状选育的全基因组低密度芯片包含10000个snp位点，所述snp位点在染色体上的分布比较均匀，覆盖全基因组，涵盖重要性状位点，能够有效提高长寿性和产奶量性状选育的准确性，可应用于基因筛选、基因定位、标记辅助育种等方向。另外，本发明低密度芯片检测成本大幅度降低，更加适用于商品化奶牛场使用，对奶牛育种和奶牛群体改良具有重要意义。

技术特征：

1.一种奶牛高产长寿性状选育的全基因组低密度芯片，其特征在于，所述全基因组低密度芯片包含10000个snp位点，以ars-ucd1.2作为参考基因组，所述10000个snp位点的信息如表6所示。

2.根据权利要求1所述的全基因组低密度芯片，其特征在于，所述snp位点与奶牛的长寿性和产奶量性状相关联。

3.根据权利要求1或2所述的奶牛全基因组低密度芯片，其特征在于，所述奶牛为荷斯坦奶牛。

4.权利要求1-3任一所述的全基因组低密度芯片在奶牛的育种中的应用。

5.权利要求1-3任一所述的全基因组低密度芯片在奶牛的全基因组关联分析中的应用。

6.权利要求1-3任一所述的全基因组低密度芯片在奶牛的长寿性性状选育中的应用。

7.权利要求1-3任一所述的全基因组低密度芯片在奶牛的产奶量性状选育中的应用。

8.根据权利要求4-7任一所述的应用，其特征在于，所述奶牛为荷斯坦奶牛。

9.权利要求1-3任一所述的全基因组低密度芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法为将权利要求1-3任一中所述的10000个snp位点形成低密度芯片。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述奶牛为荷斯坦奶牛。

技术总结
本发明公开一种奶牛高产长寿性状选育的全基因组低密度芯片及其应用。本发明首先公开了奶牛高产长寿性状选育的全基因组低密度芯片，包含10000个SNP位点，以ARS‑UCD1.2作为参考基因组，所述10000个SNP位点的信息如表6所示。本发明进一步公开了上述全基因组低密度芯片的应用。本发明全基因组低密度芯片包含的10000个SNP位点在染色体上的分布比较均匀，覆盖全基因组，涵盖重要性状位点，能够有效提高长寿性和产奶量选育的准确性，可应用于基因筛选、基因定位、标记辅助育种等方向。另外，本发明低密度芯片检测成本大幅度降低，更加适用于商品化奶牛场使用，对奶牛育种和奶牛群体改良具有重要意义。

技术研发人员：张传强,鲁静,祁晓霞,李喜和,曹贵方
受保护的技术使用者：内蒙古赛科星家畜种业与繁育生物技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/16