山羊資源群體的構(gòu)建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種山羊資源群體構(gòu)建方法及其個(gè)體基因組變異信息數(shù)據(jù)庫構(gòu)建。
【背景技術(shù)】
[0002]山羊(Ca/Tra Airci/61)作為人類最早馴養(yǎng)的家畜之一，在全世界范圍內(nèi)被廣泛飼養(yǎng)，尤其是在中國、印度等發(fā)展中國家，據(jù)估計(jì)2013年止，全世界山羊養(yǎng)殖數(shù)量超過10億只。山羊能為人類提供肉、毛(絨)、皮、奶、腸衣等產(chǎn)品，并且是穆斯林人民的食物之一，故而養(yǎng)羊業(yè)的健康發(fā)展對(duì)提高人們水平和促進(jìn)民族團(tuán)結(jié)具有重要意義。山羊品種是保障養(yǎng)羊業(yè)健康發(fā)展的脊柱，但世界范圍內(nèi)山羊遺傳改良進(jìn)展緩慢。隨著人類基因組計(jì)劃的完成，動(dòng)物基因組計(jì)劃也發(fā)展到一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，越來越多的研究將人類基因組計(jì)劃的技術(shù)、方法和思路應(yīng)用到動(dòng)物基因組領(lǐng)域。與人類基因組計(jì)劃不一樣的是，動(dòng)物基因組重點(diǎn)在于繪制出控制畜禽性狀的遺傳圖譜和物理圖譜，從而精確定位影響畜禽性狀的數(shù)量性狀基因座(Quantitative trait loci, QTL)并挖掘出優(yōu)勢性狀功能基因，然后結(jié)合DNA重組技術(shù)將這些信息用于改良畜禽品種。
[0003]我國是山羊養(yǎng)殖大國，其養(yǎng)殖歷史悠久，品種(或遺傳資源)資源豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國現(xiàn)存山羊品種70個(gè)(趙有瓊，中國養(yǎng)羊?qū)W，2013)。近年來我國山羊飼養(yǎng)由個(gè)體散養(yǎng)向規(guī)模化飼養(yǎng)轉(zhuǎn)型，隨著山羊養(yǎng)殖規(guī)?；?、集約化不斷提高，品種單一、整體生產(chǎn)水平難以提高等產(chǎn)業(yè)發(fā)展困境凸顯，嚴(yán)重阻礙了我國山羊產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，急需圍繞山羊遺傳資源的合理開發(fā)利用、良種高效繁育等開展前沿技術(shù)研究，深入理解復(fù)雜性狀的分子機(jī)制和鑒定目標(biāo)基因。
[0004]大足黑山羊因原產(chǎn)于重慶市大足區(qū)而得名，屬于肉皮兼用型地方優(yōu)良山羊品種。公、母羊初生重分別為2.2kg和2.lkg，6月齡重分別為22.3kg和19.0kg，周歲公、母羊分別為37.6kg和27.7kg，成年公、母羊體重分別為59.6kg和40.2kg。12月齡宰前活重公、母羊分別為35.10kg和24.04kg，公、母羊屠宰率分別為44.93%和44.72%，凈肉率分別為34.24%和33.18%。該種群具有性成熟早、繁殖力高的基本特性。公羊在2?3月齡左右即表現(xiàn)出性行為，一般初配年齡為7?8月；母羊在3月齡出現(xiàn)初情，6月齡開始配種。初產(chǎn)母羊平均產(chǎn)羔率為218.0%，2?6胎經(jīng)產(chǎn)母羊產(chǎn)羔率為272.2%。
[0005]內(nèi)蒙古絨山羊主要產(chǎn)于內(nèi)蒙古西部地區(qū)。其中心產(chǎn)區(qū)為溫帶極端大陸氣候，冬季漫長而寒冷，夏季溫暖而短促，干旱少雨，風(fēng)大沙多，晝夜溫差大。內(nèi)蒙古絨山羊成年公羊平均體高、體長、胸圍和體重分別為65.4cm、70.8cm、85.lcm、47.8kg，成年母羊分別為56.4cm、59.1cm、70.7cm、27.4kg，屠宰率40%?50%。內(nèi)蒙古絨山羊剪毛量公羊平均為570g，母羊平均為257g ;抓絨量成年公羊平均為385g，成年母羊平均為305g。絨毛長度公羊平均為7.6cm，母羊平均為6.6cm ;絨毛細(xì)度公羊平均為14.6 y m，母羊平均為15.6 y m ;粗毛長度公羊平均為17.6cm，母羊平均為13.5cm。該品種繁殖率低，多產(chǎn)單羔，羔羊發(fā)育快，成活率高。產(chǎn)羔率100%?105%。
[0006]大足黑山羊和內(nèi)蒙古絨山羊分別是以產(chǎn)肉和產(chǎn)絨為主的品種，是我國重要遺傳資源。本發(fā)明以建立大足黑山羊和內(nèi)蒙古絨山羊(阿拉善型)參考家系為案例，創(chuàng)建一種山羊資源群體構(gòu)建方法，結(jié)合基因組研究技術(shù)、方法和思路挖掘SNPs、SV和CNVs，研究復(fù)雜性狀遺傳機(jī)理；聯(lián)合使用DNA (SNPs、SV和CNVs等)、RNA (表達(dá)譜、microRNA)、蛋白質(zhì)組學(xué)的信息，深入理解復(fù)雜性狀的分子機(jī)制和鑒定目標(biāo)基因；利用現(xiàn)行育種方案，結(jié)合基因組選擇、快繁技術(shù)培育具有優(yōu)勢性能的新品種。從而為我國現(xiàn)代畜牧業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)有力的科技支撐，實(shí)現(xiàn)健康養(yǎng)殖數(shù)量、質(zhì)量和效益并重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于:提供一種科學(xué)地山羊資源群體構(gòu)建方法，提供案例大足黑山羊和內(nèi)蒙古絨山羊(阿拉善型)參考家系的構(gòu)建方案。
[0008]本發(fā)明已構(gòu)建國家級(jí)遺傳資源品種一一大足黑山羊和內(nèi)蒙古絨山羊(阿拉善型)參考家系，其中信息包括:系譜信息數(shù)據(jù)庫、表型性狀數(shù)據(jù)庫、組織樣本庫、DNA樣本庫、RNA樣本庫和遺傳變異信息數(shù)據(jù)庫。本發(fā)明提供的參考家系案例目前已采集50只山羊(其中母羊40只，公羊10只)基本體征信息和血液樣本50份，并完成了體征信息數(shù)據(jù)庫的錄入和樣品基因組DNA提取和保存。
[0009]該山羊資源群體具有一下特點(diǎn):1、研究意義明顯，大足黑山羊和內(nèi)蒙古絨山羊(阿拉善型)均屬國家級(jí)遺傳資源，品種改良有助于提高國家經(jīng)濟(jì)水平和國際競爭實(shí)力；2、樣本結(jié)構(gòu)對(duì)比明顯，大足黑山羊和內(nèi)蒙古絨山羊(阿拉善型)在被毛顏色、生產(chǎn)方向、繁殖性能等多方面差異明顯，正、反交可促使基因分離，有利用尋找目標(biāo)性狀QTL或功能基因；3、資料齊全、保存完整、可供持續(xù)研究，本發(fā)明涉及的資源群體系譜信息、體征信息、產(chǎn)絨性能、產(chǎn)肉性能、繁殖性能和皮用性能等相關(guān)性狀記錄完善，組織樣本、RNA和DNA樣本收錄齊全，單核苷酸多態(tài)性(Single nucleotide polymorphism, SNP)、結(jié)構(gòu)變異(Structuralvariat1n, SV)和拷貝數(shù)變異(Copy number variat1n, CNV)等數(shù)據(jù)庫建立結(jié)構(gòu)完整；4、構(gòu)建時(shí)機(jī)恰當(dāng)，結(jié)合近兩年快速發(fā)展的組學(xué)技術(shù)(尤其是DNA測序技術(shù))、山羊參考基因組和山羊高密度芯片，可快速挖掘山羊經(jīng)濟(jì)性狀功能基因。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種山羊資源群體庫的構(gòu)建方法。構(gòu)建山羊遺傳資源庫的具體步驟如下:
一、擬定資源群體構(gòu)建方案及數(shù)據(jù)記錄表，包括具體實(shí)施方案、引種方案(包括引種注意事項(xiàng)和品種標(biāo)準(zhǔn))、山羊品種資源調(diào)查個(gè)體登記表、樣本采集耗材、體型指數(shù)測量工具，工作人員分組。
[0011]二、購買無血緣關(guān)系大足黑山羊和內(nèi)蒙古絨山羊，按照?qǐng)D1的構(gòu)建方案進(jìn)行資源群體構(gòu)建。
[0012]三、體型組研究人員對(duì)資源群體所涉及的個(gè)體進(jìn)行耳號(hào)編制，以及基本體征信息的收集并記錄。
[0013]四、絨研組研究人員待資源群體中的絨山羊脫絨季節(jié)進(jìn)行抓絨，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)記錄。
[0014]五、繁殖組研究人員對(duì)資源群體中的公、母羊分別進(jìn)行繁殖性狀的測定和記錄，并采集胎盤、臍帶血樣本若干，保存于裝有RNA保護(hù)液的凍存管中。
[0015]六、肉研組研究人員待山羊屠宰時(shí)進(jìn)行產(chǎn)肉性能信息收集，并采集心、肝、脾、肺、腎、肌肉、皮膚、大腦、小腦和垂體等部位樣本若干，數(shù)據(jù)記錄。
[0016]七、皮研組研究人員對(duì)資源群體中的山羊個(gè)體進(jìn)行皮用性狀采集并記錄。
[0017]八、采血組研究人員對(duì)資源群體所有個(gè)體于6月齡時(shí)進(jìn)行頸靜脈采血(多次采集)，分別采用肝素鈉抗凝、ACD抗凝和EDTA-Na2抗凝，對(duì)血樣進(jìn)行編號(hào)并登記相關(guān)內(nèi)容。
[0018]九、實(shí)驗(yàn)處理組I負(fù)責(zé)提取肉研組采集的組織樣本RNA和采血組采集的血液樣本DNA。RNA置于裝有RNA保護(hù)液的凍存管中，管身注明樣本ID號(hào)和提取日期，并填寫RNA樣品信息表；DNA樣采用TE Buffer溶解并保存于1.5ml凍存管中，管身分別標(biāo)注樣ID號(hào)和提取日期，并填與DNA樣品彳目息表。
[0019]十、實(shí)驗(yàn)處理組II負(fù)責(zé)安排基因組測序和芯片基因分型，挖掘SNP、SV和CNV等遺傳變異信息。
[0020]^^一、建立資源群體系譜信息數(shù)據(jù)庫、表型性狀數(shù)據(jù)庫、組織樣本庫、RNA樣本庫、DNA樣本庫和遺傳變異信息數(shù)據(jù)庫:遺傳資源所有原始書面資料編號(hào)裝訂后封存，信息資料存入電腦，用Access軟件建立系統(tǒng)詳實(shí)的信息數(shù)據(jù)庫，同時(shí)刻錄光盤保存，遺傳變異變異數(shù)據(jù)庫放置于自己搭建的FTP服務(wù)器上，并備份于硬盤保存。所有數(shù)據(jù)庫由專職研究人員負(fù)責(zé)管理工作。
[0021]十二、匯編山羊資源群體信息數(shù)據(jù)庫目錄并編制各類樣品領(lǐng)用規(guī)則。
[0022]步驟三中體型組采集的基本體征信息應(yīng)包括以下信息:被毛顏色、膚色、體軀、角型、肉垂、皺紋、胡須、鼻部、脛部、耳型、蹄質(zhì)、蹄型、四肢、乳房形狀、乳頭是否均勻、有無副乳頭、角長(cm)、耳長(cm)、耳寬(cm)、體高(cm)、體重(kg)、胸圍(cm)、管圍(cm)、腰角寬(cm)、睪丸圍(cm)、頭長(cm)、頭寬(cm)、體長(cm)、胸寬(cm)、胸深(cm)、十字部高(cm)，見圖2。
[0023]步驟四中絨研組采集性狀應(yīng)包括:毛色、絨色、絨毛比、羊絨長度(ym)、羊絨細(xì)度(μπι)、羊絨密度(根/cm2)、絨層高度(cm)、羊絨強(qiáng)度(CN)，凈絨率，見圖3。
[0024]步驟五繁殖組采集的繁殖性能信息應(yīng)包括:產(chǎn)羔類型、羔羊性別、胎次、初生重(g)、子葉< 1cm、子葉^