一种猪全基因组低密度5KSNP芯片及其应用

本发明涉及分子标记，尤其涉及一种猪全基因组低密度5k snp芯片及其应用。

背景技术：

1、snp(single nucleotide polymorphism)是指基因组水平上单个核苷酸的变异，包括单碱基的缺失、插入、转换及颠换等形成的分子标记，具有数量大、分布广的特点。snp作为遗传标记，对复杂性状的遗传变异具有贡献，因此被广泛应用于遗传研究中。snp芯片是将带有荧光标记的dna探针固定在硅片上制作而成，再通过探针dna与基因组dna杂交进行snp分型。snp与硅片表面的探针结合而不是基因组序列，这样可以将大量个体的dna固定到一张芯片上分析。

2、基因组选择(genomic selection,gs)是利用高密度snp芯片获取基因组范围内的标记信息，对目标性状进行遗传评估并进行选择的策略。与传统育种手段相比，基因组选择具有可以提高育种值估计准确性、增强选择强度和加快遗传进展等多方面优势。该技术能够极大地缩短世代间隔，从而使得育种成本大幅度降低。但高密度snp芯片昂贵的价格，仍是gs广泛应用于实际畜牧生产的一大限制因素。低密度snp芯片的设计与应用是解决这一瓶颈问题的重要方法，在实际的gs应用中，可以先用低密度芯片对候选个体进行基因型检测，并将低密度芯片测得的数据填充到中高密度，以增加计算的数据量，提高选择准确性，并实现早期选择。

3、2008年，illumina公司推出了第一款用于奶牛和肉牛基因组选择的基因芯片——bovinesnp50芯片，这款芯片具有54,000个snp；两年后，包含777,000个snp位点的bovinehd芯片发布。2011年，illumina公司的bovineld芯片开始在奶牛育种中使用。该款低密度芯片含有约7000个snp，可以将其填充到45,000个snp的基因型，并将应用于基因组遗传评估。2012年，neogen的子公司geneseek公司开始销售geneseek genomic profiler(ggp)牛低密度snp芯片，这款芯片在bovineld芯片位点的基础上，增加了额外的1800个snp以提高填充准确性。2014年，第3版的ggp牛低密度snp芯片发布，比起最初版本又增加了1900个额外的snp。2015年，geneseek发布了ggp牛低密度snp芯片的第4版，该芯片目前可检测30,000多个snp。这些低密度商业芯片已成功应用于奶牛和肉牛的育种实践中，并在填充和基因组育种值预测等方面表现良好。此外，在奶牛、肉牛、猪、绵羊、肉鸡和蛋鸡中已有学术研究表明，将低密度芯片填充到中高密度并应用于gs是可行的。综合考虑以上因素，提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的是实现猪基因分型，本发明提供了猪全基因组低密度5k snp芯片，所述5k snp芯片中包含用于猪基因分型的snp分子标记组合。

2、具体地，本发明的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供用于猪基因分型的snp分子标记组合，其由5603个snp分子标记组成，所述snp分子标记如表1所示。

4、本发明所述snp分子标记主要由以下步骤产生：第一步，基于大白猪的重测序数据，筛选出目前常用的三款猪商业芯片猪60k(illumina公司研发的porcinesnp60)、猪80k(geneseek公司研发的porcine80k)和cau50k(中国农业大学与康普森公司合作研发的kpsisus50-v1)的位点并集，对这些位点进行常规质控(maf＞0.05，hwe＞1e-5，call rate＞95％)，作为芯片设计的原始位点；第二步，采用fsfs算法，将连锁不平衡程度(r2)大于0.5的位点聚为一类，选取聚类中心的位点保留，其余位点去掉，初步降低芯片密度，然后筛选出maf大于0.2的位点，确保位点的多态性，最后采用molo算法，在确保芯片位点均匀性和位点多态性的前提下，将密度降低至4,869个位点；第三步，添加了重测序数据中其他多态性良好和检出率高的位点，共计734个；第四步，添加了氟烷敏感基因、多肋骨基因、脐疝、内陷乳头、严重免疫缺陷病等遗传缺陷位点，以及与生长速度等重要经济性状相关的snp位点，共计12个位点。最终的得到的低密度芯片中共计包含5,603个snp位点。

5、第二方面，本发明提供上述snp分子标记组合在制备猪全基因组5k snp芯片，或猪基因组检测试剂或试剂盒中的应用。

6、第三方面，本发明提供一种猪全基因组5k snp芯片，其包含5603个snp分子标记，所述snp分子标记如表1所示。

7、本发明的5k snp芯片采用illumina公司infinium专利制造技术(us6,429,027)制作的光纤微珠芯片。本发明提供的猪全基因组低密度5k snp芯片，可填充至中高密度芯片数据，进而用于全基因组选择育种等方面。

8、第四方面，本发明提供一种猪全基因组检测试剂或试剂盒，其包含5603个snp分子标记，所述snp分子标记如表1所示。

9、表1 5603个snp分子标记信息

10、

11、

12、

13、

14、

15、

16、

17、

18、

19、

20、

21、

22、

23、

24、

25、

26、

27、

28、

29、

30、

31、

32、

33、

34、

35、

36、

37、

38、

39、

40、

41、

42、

43、

44、

45、

46、

47、

48、

49、

50、

51、

52、

53、

54、

55、

56、

57、

58、

59、

60、

61、

62、

63、

64、

65、

66、

67、第五方面，本发明提供上述用于猪基因分型的snp分子标记组合或猪全基因组5ksnp芯片或猪全基因组检测试剂或试剂盒在以下任一方面中的应用：

68、(1)在猪基因分型检测、分子标记辅助育种或全基因组关联分析中；

69、(2)在猪遗传多样性分析、经济性状鉴定或改良或全基因组选择育种中；

70、(3)在猪的聚类分析、亲缘关系鉴定或鉴定猪品种中。

71、选取本发明如表1所示的snp分子标记组合中的一个或多个分子标记进行单独或组合使用也在本发明的保护范围内。

72、第六方面，本发明提供上述猪全基因组5k snp芯片在中高密度芯片填充中的应用。

73、第七方面，本发明提供用于检测遗传缺陷或重要经济性状的snp分子标记组合，其由12个snp分子标记组成(各位点与猪的遗传缺陷或重要经济性状关联)，所述snp分子标记为表1中编号1554，1763，1833，1923，2115，2641，3035，3036，3388，3982，3989和5463所示的snp分子标记。

74、本发明的有益效果至少在于：

75、本发明提供的snp标记位点均匀地分布在猪基因组的18条常染色体上(不包含性染色体)，并可以利用家系信息填充到原始的位点，基因型信息的损失很小，利用填充后的数据开展基因组选择，得到可接受的评估准确性。

76、本发明提供的snp标记位点在检测群体中的maf很高，因此与其他低密度芯片相比具有更高的信息熵和基因型填充准确性。原始位点在检测群体中的maf均值为0.29，而本发明包含的5,603个snp位点在检测群体中的maf达到了0.36。

77、以本发明snp分子标记组合制备的芯片主要可以应用在猪基因组选择技术以及分子遗传学领域基础研究。本款芯片包含位点数少，但位点中包含信息量较大，且设计过程中参考的群体规模较大，有很高的可靠性和普适性。因此可以用很低的成本测定较多的个体，增加基因型数据量，提高选择准确性，促进早期选择的实现。通过全基因组育种值评估，可对重要生产性能进行早期测定，做到优中选优，缩短世代间隔，加快遗传进展。