[发明专利]基于梅花鹿全基因组开发的STR分子标记及其应用

说明书

本发明公开了基于梅花鹿全基因组开发的STR分子标记及其应用。以梅花鹿全基因组序列为基础进行STR位点筛选、引物设计及应用效果验证，最终获得高扩增效率、高识别率的梅花鹿STR分子标记，用于扩增所述STR分子标记的引物序列分别如SEQ ID NO:1‑62所示。本发明开发的梅花鹿STR位点含有4碱基重复单元，较常规的2‑3碱基重复单元辨识度更高、更稳定，基因判型更容易；可以为梅花鹿群体遗传学研究提供便捷有效的分子标记。

技术领域

本发明涉及动物资源学、分子生物学和生物信息学领域，具体地说，涉及基于梅花鹿全基因组开发的STR分子标记及其应用。

背景技术

随着各类哺乳动物基因组计划的完成，测序技术和生物信息学分析技术的飞速发展，人们的目光越来越多地集中在特种经济动物遗传资源的评价、保护和利用上，特别是梅花鹿遗传资源。由于野生梅花鹿具有特殊的药用价值，我国在公元前14—12世纪就开始对野生梅花鹿进行家养化利用，是世界上养殖梅花鹿最早的国家，同时也是最早将梅花鹿产品应用于医药保健的国家，主要用于中药和保健品原料。目前我国的野生梅花鹿己十分罕见，仅存在于一些片段化生境中，其分布区正在不断缩减，野生梅花鹿已处于濒危状态，早已被列入中国国家一级保护动物，中国濒危动物红皮书：濒危。对于梅花鹿遗传资源的评价和利用，指的是家养梅花鹿，由野生东北梅花鹿驯化而来。野生梅花鹿经过多年人工驯养，变得温顺，适应性强，生产力和遗传力稳定，成为发展养鹿业的物质基础和有力保证。但由于单纯追求高效益，没有相应的原种保护措施，已使家养梅花鹿6个选育品种和1个品系种质资源的保留受到品种间杂交和种间杂交的影响，这些品种都不同程度退化和改变，有些品种呈现下降或灭绝趋势。此外，梅花鹿养殖过程中，错误的系谱记录非常普遍，对后续的遗传力评价和育种值预测产生了不良影响。养鹿业的持续发展不仅仅是鹿茸产量的持续提高，也包括了未来市场对质量和品种的需求，因此需要储备更多的遗传资源以适应未来环境的变化。现阶段我们需要科学、合理地评价中国的家养梅花鹿资源，制定合理的保种计划，并采取切实可行的保种措施，才能保证养鹿业的可持续发展。开发遗传标记构建分子系谱，对其群体内和个体间的遗传关系有了进一步的了解，建立系谱用于梅花鹿育种改良，配种方案的制定、血缘关系、近交率的确定，以及群体遗传参数的估计，进而提高梅花鹿群体总体质量，另一方面也可以为梅花鹿遗传资源的有效保护提供理论依据。

短串联重复序列(short tandem repeat，STR)又称微卫星DNA(micro satelliteDNA)，是一种高度重复序列，由核心序列和侧翼序列构成。核心序列碱基数为1-6bp，其中核心序列为1-4bp的微卫星最为常见。核心序列的重复数决定了微卫星标记多态性，而侧翼序列将微卫星特异定位于染色体的某一位置。在真核生物的染色体上存在大量的微卫星位点。微卫星标记是一种中性遗传标记，不编码蛋白质和RNA，但既可以分布于基因组的编码区，也可以分布非编码区。分布于非编码区的微卫星标记是最为常见的遗传标记，因为它不受选择压的影响，能够从根本上反映变异的进程，而分布于编码区的微卫星标记则有可能由于影响的蛋白质功能而受到选择的影响。STR位点在基因传递过程中遵循孟德尔共显性方式遗传，因其片段短、扩增效率高、判型准确等特点，已广泛应用于法医学个体识别和亲子鉴定等领域。自1990年初以来，微卫星标记广泛适用于人口结构和父权分析，它相对廉价，相比二等位标记，如单核苷酸多态性，它的每个标记基因型会提供更多的群体遗传信息。

STR位点的开发就是检测出STR两侧的核苷酸序列，以此作为设计PCR扩增引物的根据，以便在不同品种或不同个体间扩增出多态性微卫星DNA片段。用于微卫星标记的开发技术归纳起来主要有6种，分别是：直接文库筛选法、基于锚定PCR技术的方法、单引物延伸富集法、选择杂交富集法、SSR转移扩增法、生物信息学方法。