[发明专利]一种改善奶牛的抗乳腺炎能力的实现方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及动物遗传育种技术领域，具体地说是一种改善奶牛的抗乳腺炎能力的实现方法及其应用。

背景技术

一般的，乳腺炎是奶牛饲养中最为常见、最为复杂的疾病之一，也是造成奶牛养殖业损失最大的一种疾病。目前，全世界约有2.6457亿头奶牛(FAO，2010年)，每年约有1/3的奶牛患乳腺炎。据估计，大约95％的病例是由金黄色葡萄球菌(Staph.aureus)、链球菌(Strep.uberis)和大肠杆菌(E.coli)感染引起，每年因乳腺炎造成的损失高达350亿美元(Wellenberg等，2002)。有关奶牛乳腺炎发病机理和防治的研究已有100多年的历史，并取得了显著的进展。然而，奶牛乳腺炎是一种非常复杂的疾病，尽管许多国家都已经对各种乳腺炎实施综合防治措施，但它是一种受多因素影响的疾病，很难控制。目前，对乳腺炎的控制与预防措施并没有从整体上降低乳腺炎的发病率，而且乳腺炎也是奶牛生产中抗生素使用的最主要原因(Villli，2001)。因此，我们迫切需要探讨其它途径来降低乳腺炎的发病率，通过遗传选择来提高奶牛乳腺炎抗性被认为是解决乳腺炎问题的一种最好的长期策略(Burton等，2001)。若通过遗传育种手段，可使奶牛增强乳腺炎的抗性，减少药物的使用量，改善牛奶质量安全，减少经济损失，有望从根本上解决乳腺炎这一长期困扰着世界奶业发展的难题。奶牛抗性的遗传力很低，基于表型选择的遗传改良效果不佳。而奶牛分子育种可以实现奶牛的早期选择，大大缩短奶牛遗传改良的世代间隔，节约选育成本，提高选择效率。基因中有的分子标记，例如单核苷酸突变可影响基因的表达调控、基因功能等，对个体的表型具有重要的影响。因此，基于功能性的分子标记辅助选择的分子育种技术大有可为。

α-2-巨球蛋白(A2M)基因位于牛5号染色体，基因全长48.3kbp，包含37个外显子和36个内含子，转录后产生4.9kbp的mRNA。A2M作为一种进化上保守的非特异性广谱蛋白酶抑制剂，抑制侵入机体的寄生虫和病原体释放的多种蛋白酶与毒素，减少其对宿主的破坏，增强宿主的抗病力(Armstrong PB，Quigley JP.1999.Alpha2-macroglobulin：an evolutionarily conserved arm of the innate immune system.Dev Comp Immunol.23，375-90)。它和补体系统中的补体成分3(C3)，补体成分4(C4)和补体成分5(C5)都属于α-巨球蛋白家族。

可变剪切是一种重要的转录后调控机制，可以提高基因产物的多样性。可变剪切是真核生物的一种基本而又重要的调控机制，它精细协调基因的功能，高效调节基因的定量表达以及蛋白功能的多样化，使一个基因的转录产物在不同的发育阶段、分化细胞和生理状态下，通过不同的剪切方式，可以得到不同的mRNA和翻译产物，从而影响蛋白质与其各配体间的连接方式、酶的活性、空间结构以及细胞内分布的改变，对细胞的分化、发育、生理功能和病理状态都有重要意义。一个基因通过可变剪切可以产生多种mRNA，产生多种蛋白质，但是对于其调节机制所知不多。外显子剪接增强子(ESE)作为引起可变剪切的顺式作用原件之一，在产生可变剪切的过程中发挥了非常重要的作用。单核苷酸多态(SNPs)是基因突变之一，可以引起前体mRNA的异常剪切，包括外显子跳跃、内含子保留等。最近，许多报道证明SNPs是导致基因产生异常可变剪切的主要原因。(Montgomery SB，Sammeth M，Gutierrez-Arcelus M，Lach RP，Ingle C，Nisbett J，Guigo R，Dermitzakis ET.2010.Transcriptome genetics using second generation sequencing in a Caucasian population.Nature.464，773-777)。已经报道许多异常的可变剪切和人的许多疾病是有关联的。到目前为止没有牛A2M基因存在可变剪切和引起可变剪切的功能性SNPs的报道，也没有A2M基因功能性SNPs和奶牛抗乳腺炎病的报道。

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种改善奶牛的抗乳腺炎能力的实现方法及其应用。