本技术属于分子生物技术和分子标记,本技术涉及一种通过分子标记改善改良藏黄牛血红蛋白浓度的方法及其应用。
背景技术:
1、荷斯坦牛以其世界领先的高产奶特性著称,平均年产奶量可达9000升以上,但在高海拔和寒冷环境中的适应性较差。相比之下,藏黄牛虽产奶量低(年产仅几百升),却拥有出色的高原适应性和强大的耐寒能力,适合在西藏等高海拔地区生存。因此,西藏地区通过将荷斯坦牛♂与藏黄牛♀杂交,这种杂交策略不仅能提高奶业的生产效率和经济效益,还确保了牛能在西藏的特殊环境中健康成长,从而为当地奶业发展提供了重要支撑。但随着改良代数的增加,改良藏黄牛高原病的发病率增加,严重影响了牛乳的质量,影响到了当地奶业的发展。在西藏山南、日喀则等地区,当地改良藏黄牛(荷斯坦牛♂×藏黄牛♀)到第三代(f3)之后,一些不利于生产的性状也逐渐凸显,如繁殖性能下降,其母牛难产死亡率急剧上升,犊牛出生死亡率达5%左右,新生犊牛成活率低于90%,饲养过程中由于地势较高,改良藏黄牛容易出现高原血小板减少症等现象,严重影响奶制品的产量和品质,给当地牧业也带来了巨大的影响,解决改良藏黄牛适应性的问题已经迫在眉睫。
2、血小板生成素(tpo)是一种关键生长因子,主要由肝脏产生,对血小板产生至关重要(renata grozovsky,2017)。血小板在血液凝固和伤口愈合中扮演重要角色,使tpo在维持血液平衡中不可或缺(karin m hoffmeister,2014)。tpo还对造血干细胞(hscs)的稳定性和静止状态有重要作用,其缺失可能导致骨髓衰竭和血小板减少症(carolyn a degraaf,2011)。在高原环境中,低氧和低气压条件下,tpo和血小板数量的变化有助于适应,提高氧气携带和输送能力(hitchcock i s,2014)。tpo的水平自动调节以保持血小板数量的恒定和平衡,对正常的止血功能至关重要。
3、研究与改良藏黄牛(荷斯坦牛♂×藏黄牛♀)血小板生成素(tpo)相关的snp标记具有广泛的应用前景,不仅有助于科学理解适应性机制,还为改良藏黄牛的遗传改良和高原地区的畜牧业提供了坚实的支持。
技术实现思路
1、为解决或部分解决改良藏黄牛(荷斯坦牛♂×藏黄牛♀)到第三代(f3)之后容易出现高原血小板减少症等现象的问题,本技术的目的是探究一种通过snp标记选育血小板生成素浓度的方法及其应用。
2、为实现上述目的,本技术采取了以下技术方案:
3、本技术第一方面提供了一种用于检测改良藏黄牛血小板生成素浓度的snp标记,snp标记的核苷酸序列如seq id no:1所示。
4、进一步,snp标记的单核苷酸m的位置位于bos taurus参考基因组ars-ucd1.2版本1号染色体83431719核苷酸位点g>t突变;其位置在序列seq id no:1中,为5'端的第307位核苷酸。
5、本技术第二方面提供了一种用于鉴定改良藏黄牛血小板生成素浓度snp标记的引物对,snp标记的核苷酸序列如seq id no:1所示;引物对包括上游引物和下游引物;上游引物的核苷酸序列如seq id no:2所示;下游引物的核苷酸序列如seq id no:3所示。
6、本技术第三方面提供了一种检测改良藏黄牛血小板生成素浓度的方法,方法包括:使用核苷酸序列如seq id no:1所示的snp标记,检测snp标记的单核苷酸得到检测结果;用于确定改良藏黄牛血小板生成素浓度的高低,snp标记的单核苷酸m的位置位于bostaurus参考基因组ars-ucd1.2版本1号染色体83431719核苷酸位点g>t突变;其位置在序列seq id no:1中,为5'端的第307位核苷酸。
7、进一步,方法还包括:当检测结果为单核苷酸m为g时,确定改良藏黄牛个体的血小板生成素浓度较高,改良藏黄牛个体为gg型个体;当检测结果为单核苷酸m为t时,确定改良藏黄牛个体的血小板生成素浓度较低,改良藏黄牛个体为gt型个体和tt型个体。
8、本技术第四方面提供了一种选育改良藏黄牛个体的方法,方法的具体步骤包括:
9、1)提取待测改良藏黄牛个体的基因;
10、2)通过改良藏黄牛10k液相芯片检测改良藏黄牛1号染色体上的核苷酸位点,snp标记的单核苷酸中,保留m标记的单核苷酸为g的改良藏黄牛个体,淘汰m标记的单核苷酸为t的改良藏黄牛个体;
11、3)逐代提高该核苷酸位点的纯合基因gg型的频率,从而提高后代改良藏黄牛的血小板生成素浓度。
12、本技术第五方面提供了snp标记在选育改良藏黄牛上的应用。
13、本技术第六方面提供了一种选育改良藏黄牛个体的方法在改善改良藏黄牛血小板生成素浓度的应用。
14、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本技术。
15、有益效果
16、1、本技术对连续海拔地区的98黄牛采集全血,并提取dna进行重测序,对这些连续海拔地区的黄牛重测序数据进行过滤、比对、筛选、注释,获得变异snps集;通过进一步的遗传变异分析、群体遗传结构分析和正向选择扫描和高海拔相关遗传变异的检测等多种方法分析,获得强烈的选择信号的snp位点;最后通过go与kegg富集分析,确定基因富集的通路和对应的生物学功能。通过dna重测序技术以及多种方式对强烈的选择信号snp位点的筛选,提高了对选择信号的筛选准确性,也为后续功能位点的实验验证提供了数据支撑。
17、2、本技术提供了一种与改良藏黄牛血小板生成素(tpo)浓度相关的snp标记,还提供了一种用于鉴定影响改良藏黄牛血小板生成素浓度的snp标记引物对,最终建立高效准确的snp标记辅助选育改良藏黄牛,将其应用于种改良藏黄牛的血小板生成素浓度调控的遗传改良中,从而适当的提高高原环境中改良藏黄牛的血小板生成素浓度有利于改良藏黄牛的血小板产生和对造血干细胞的稳定性也有重要作用,维护血液平衡,增强血液中氧气的携带能力。此外,tpo还与血管和组织的修复、炎症和免疫调控密切相关,进一步提高了改良藏黄牛对低氧、强紫外线和低温等高原环境的适应能力。这些因素共同作用,有助于优化藏黄牛在高原生活中的生理适应性。
18、3、本技术通过优选该snp标记的优势等位基因,能够提高改良藏黄牛血小板生成素浓度的遗传进展,从而有效提高种改良藏黄牛的育种效率,其中,通过该snp标记,本技术将gt型和tt型个体全部选育成gg型个体,有助于改良藏黄牛的血小板产生和对造血干细胞的稳定性也有重要作用,维护血液平衡,增强血液中氧气的携带能力。此外,tpo还与血管和组织的修复、炎症和免疫调控密切相关,进一步提高了改良藏黄牛对低氧、强紫外线和低温等高原环境的适应能力。这些因素共同作用,有助于优化藏黄牛在高原生活中的生理适应性。
19、4、本技术提供了一种与改良藏黄牛血小板生成素浓度相关的snp标记,通过全基因组关联分析(gwas)来更精确地研究与改良藏黄牛血小板生成素浓度相关的遗传因素。该snp标记能够解决以下问题:
20、1)提高准确性:提供了一种与改良藏黄牛血小板生成素浓度相关的snp标记,能够更准确地定位与血小板生成素浓度相关的基因,而不仅仅依赖于随机选择的候选基因。
21、2)减少不确定性:提供了一种与改良藏黄牛血小板生成素浓度相关的snp标记可降低不确定性,通过全基因组关联分析(gwas)得出它们直接关联基因组中的snp标记与血小板生成素浓度之间的相关性,通过优选该snp标记的优势等位基因,能够改善改良藏黄牛血小板生成素浓度的遗传进展,改善改良藏黄牛在高原地区的生存和生长能力,从而提高高海拔地区改良藏黄牛养殖的经济效应。
22、3)提供精确工具:本技术提供的snp标记为位于seq idno:1序列标注位置为307的g307-t307的核苷酸突变;所述的snp标记的snp位点对应于bos taurus参考基因组ars-ucd1.2版本1号染色体上第83431719位核苷酸位点g>t突变将为改善改良藏黄牛在高原地区的生存和生长能力提供更为准确的遗传工具,为改善改良藏黄牛在高原地区的生存和生长能力提供了理论基础。
1.一种用于检测改良藏黄牛血小板生成素浓度的snp标记,其特征在于,所述snp标记的核苷酸序列如seq id no:1所示。
2.根据权利要求1所述的snp标记,其特征在于,所述snp标记的单核苷酸m的位置位于bos taurus参考基因组ars-ucd1.2版本1号染色体83431719核苷酸位点g>t突变;其位置在序列seq id no:1中,为5'端的第307位核苷酸。
3.一种用于鉴定改良藏黄牛血小板生成素浓度snp标记的引物对,其特征在于,所述snp标记的核苷酸序列如seq id no:1所示;所述引物对包括上游引物和下游引物;所述上游引物的核苷酸序列如seq id no:2所示;所述下游引物的核苷酸序列如seq id no:3所示。
4.一种检测改良藏黄牛血小板生成素浓度的方法,其特征在于,所述方法包括:使用核苷酸序列如seq id no:1所示的snp标记,检测snp标记的单核苷酸得到检测结果;用于确定所述改良藏黄牛血小板生成素浓度的高低,所述snp标记的单核苷酸m的位置位于bostaurus参考基因组ars-ucd1.2版本1号染色体83431719核苷酸位点g>t突变;其位置在序列seq id no:1中,为5'端的第307位核苷酸。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,方法还包括:当检测结果为单核苷酸m为g时,确定改良藏黄牛个体的血小板生成素浓度较高,改良藏黄牛个体为gg型个体;当检测结果为单核苷酸m为t时,确定改良藏黄牛个体的血小板生成素浓度较低,改良藏黄牛个体为gt型个体和tt型个体。
6.一种选育改良藏黄牛个体的方法,其特征在于,所述方法的具体步骤包括:
7.一种snp标记在选育改良藏黄牛上的应用,其特征在于,所述snp标记如权利要求1所述。
8.一种选育改良藏黄牛个体的方法在改善改良藏黄牛血小板生成素浓度的应用,其特征在于,所述方法如权利要求6所述。
