[发明专利]一种黄牛ACVR1基因插入/缺失的检测方法及其应用

说明书

本发明公开了一种黄牛ACVR1基因插入/缺失的检测方法及其应用。以待测黄牛全基因组DNA为模板，以引物对P1为引物，通过PCR技术扩增ACVR1基因，再进行琼脂糖凝胶电泳，根据电泳结果鉴定ACVR1基因在AC_000159.1:g33007‑33023位点存在不同的基因型。结果发现，ACVR1基因16‑bp插入/缺失的不同类型与中国黄牛管围和胸围等生长发育性状之间存在显著相关，提示ACVR1基因16‑bp插入/缺失可作为提高中国黄牛生长发育性状的DNA标记，有利于快速建立生长发育性状优良的黄牛遗传资源群体。

技术领域

本发明属于现代生物技术与家畜育种领域，涉及基因插入/缺失的检测，特别涉及一种检测中国黄牛ACVR1基因16-bp插入/缺失的方法。

背景技术

动物育种技术主要包括以表型和表型值为基础的常规育种技术和以DNA多态为基础的分子育种技术。作为分子育种技术体系的重要组成部分，分子标记辅助选择(marker-assisted selection，MAS)育种技术首先检测重要基因的DNA多态性，然后分析DNA多态与遗传性状之间的相关性，最后再根据与遗传性状显著相关的DNA标记进行性状选择。作为现代分子生物学技术发展过程中孕育而生的新技术，MAS育种技术可以在DNA水平上快速准确地分析个体的遗传组成，该方法通过有性杂交将目的基因转移到需要改良的亲本中，将目标基因型的鉴定与传统育种相结合，从而实现对基因型的直接选择，提高育种目标的定向性。该方法在早期选择、进行无损害的性状评价和选择及提高育种效率等方面具有优越性。

在MAS育种技术体系中，寻找重要功能基因、筛查重要基因遗传变异位点，并分析重要功能基因遗传变异位点与生长性能的相关性，是分子标记辅助选择技术应用的前提和关键。作为分子遗传标记的重要方式之一，插入/缺失(indel)是一种新型分子标记。Indel是指DNA序列上核苷酸片段的插入或缺失而引起DNA序列的改变，造成包括人类在内的物种之间染色体基因组的多样性。Indel是指基因组中片段长度在1-50bp之间的插入或缺失，可能包括微小CNV(Copy number variations)，利用indel分析个体基因组可以更好地解释个体的表型差异，因此从DNA水平上对小片段核苷酸的差异进行indel检测在动物分子育种的MAS体系中具有重要意义。

插入/缺失是DNA或蛋白质序列水平上发生频率仅次于残基替换的进化改变，indel 多态性是基因组中一种特殊类型的二等位基因遗传标记，表现为基因组中插入或缺失了不同大小的小片段DNA。Indel大致分成以下5大类：(1)单碱基对的插入/缺失；(2)单一碱基的插入/缺失；(3)重复单元为2～15碱基的多碱基对插入/缺失；(4)转座子插入/缺失；(5)任意DNA序列的插入/缺失多态性。随着比较基因组学的深入研究，indel为理论研究和遗传育种应用研究提供了大量的生物信息，其作为新一代的遗传学鉴定标记，兼具SNP的优点，与SNP相比，均是源于单突变事件，其突变频率较低，约为10^-8，相对比较稳定。在结构上属于二等位基因多态性，等位基因都固定且已知，能够通过很小的扩增子进行扩增(50bp)，提高了扩增高度降解DNA的成功率。作为一种重要的遗传标记， indel的研究最早聚焦在分子生物学及生物医学领域。遍布于整个基因组的indel频率仅次于SNP，其中约三分之一位于已知的基因区域内，还有一些位于决定基因功能的关键性区域，如启动子区和外显子区。分子生物学家最早将其用于基因表型相关的研究，希望通过将人类性状、疾病症状或是易感性进行联系，从而达到基因诊断和治疗的目的。2005 年，Bhangale等报道了一种能够从目的基因中全面识别indel变异的方法，并应用该方法从330个备选基因中找到2393个indel变异位点，得出人类基因组中插入/缺失态出现的频率高于插入多态性的结论，同时提出，indel和SNP的形成机制可能不同，但其进化史是相似的。