一种翘嘴鲌亲子鉴定微卫星荧光多重PCR的方法与流程

文档序号:15600987发布日期:2018-10-02 20:15阅读:766来源:国知局

本发明属于水产养殖领域中的水产动物种质鉴定技术,具体涉及一种翘嘴鲌亲子鉴定微卫星荧光多重pcr的方法,利用多重pcr对翘嘴鲌进行ssr分析的方法,适合在翘嘴鲌选育和养殖过程中进行种质鉴定和系谱管理。



背景技术:

翘嘴鲌(culteralburnusbasilewsky)是鲌亚科中体型最大的一种鱼类,隶属于鲤科(cyprinida)、鲌亚科(culterinae)、鲌属(culter),广泛分布于中国各大水系。太湖中出产的翘嘴鲌被誉为“太湖三白”之一,其肉白而细嫩,味美而不腥。此外,翘嘴鲌在淡水水域生态系统中处于食物链的顶端,对维持生态系统的稳定具有重要作用。

分子标记是种质资源鉴定、家系选育和放流效果评估等研究和应用中一个重要技术手段。在家系选育中,了解整个家系遗传多样性,子代与亲代的对应关系以及子代与子代的关系,可以指导亲本选留,从而避免近亲繁殖,对于预防种质衰退具有重要作用。

微卫星dna是真核生物基因组中短的串联重复序列。由于微卫星位点数量多,在基因组中均匀分布,共显性遗传且易于检测,微卫星dna得到了广泛的应用。翘嘴鲌的微卫星已用来解决遗传多样性、遗传结构等问题。但是,上述遗传学实验均需要采用多个微卫星位点,研究者需要花费大量的时间和实验成本。更重要的是,要消耗较多的dna样本。故发明一种对样本量要求少、成本低、高效的微卫星实验体系对于翘嘴鲌的育种研究来说具有重要的意义。

目前,其它物种的微卫星遗传学研究中采用多重pcr以解决上述问题。微卫星多重pcr指在一个pcr体系中加入多对微卫星特异性引物,对同一个模板的不同区域进行同时扩增的pcr技术。微卫星多重pcr可以同时扩增多个目的片段,能够达到节约实验样品、实验成本、提高实验效率的目的。微卫星多重pcr的核心内容在于如何设计和优化引物组合,使得引物之间不存在相互作用、不产生非特异扩增、不使扩增产物重叠。尽管微卫星多重pcr技术已在其他物种中广泛得到应用,但是迄今为止,翘嘴鲌微卫星多重pcr体系仍末建立起来。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一套高效的翘嘴鲌微卫星位点的四重pcr体系的检测方法,该方法选用有效的微卫星引物,可靠、高效,能对翘嘴鲌进行亲子鉴定,还能用于家系管理和增殖放流效果评估。

本发明的上述目的是通过如下技术方案来实现的:一种翘嘴鲌亲子鉴定微卫星荧光多重pcr的方法,首先筛选出16对ssr引物,通过优化组合选出12对组成3个多重pcr组;然后在一个pcr反应体系中加入同属一组但浓度不同的4对ssr特异性引物对,采用不同的反应体系同时对同一个dna模板的不同区域扩增出多个目的片段;通过电泳抽样检测后送生物公司在测序仪上进行分型,并获取样本相应位点的基因型;最终用于分析亲本和子代的亲子关系。

具体地,本发明技术方案包括以下步骤:

(1)翘嘴鲌样本dna提取

取翘嘴鲌个体的鳍条,采取酚—氯仿法提取基因组dna,将获得的dna测定浓度后稀释至约50ng/μl。

(2)翘嘴鲌多态性微卫星序列的筛选

根据ncbi上收录翘嘴鲌序列利用primerpremier6.0软件设计及现有文献记载的翘嘴鲌引物序列,并确保目的片段长度存在较大差异(100-500bp),引物序列送生物公司合成。用步骤(1)获得的基因组dna为模板,对合成的引物用翘嘴鲌个体进行pcr扩增,利用2.5%琼脂糖凝胶电泳检测,筛选出16对扩增效果较好的引物,所述引物包括正向引物、反向引物。

(3)多重pcr体系的摸索和确定

进行多重pcr扩增:对步骤(2)中筛选得到的引物按照扩增后的pcr产物按照120-180bp、200-260bp、280-340bp、360-420bp四个不同区间进行初步分组;首先两两组合,选出扩增清晰的组合,再依次进行3个和4个位点的多重pcr体系的摸索和构建。依据2.5%琼脂糖凝胶电泳检测结果,然后不断优化各组内引物的浓度配比,确保扩增条带清楚并不重叠。最终,确定了基于12个微卫星位点的3,重新将每对引物的上游引物的5’端进行荧光修饰(hex或6-fam)。

4)获取翘嘴鲌样本的基因型数据

基于步骤(3)构建的多重pcr体系,对所有步骤(1)获得的dna样进行扩增,并抽取适量扩增产物(4μl)在2.5%琼脂糖凝胶上电泳检测,检测合格后,送至生物公司采用abi3720xl进行毛细管电泳检测,并利用genemapper4.0对结果进行分析,从而获得亲本和子代各位点的基因型数据。

步骤(2)和步骤(3)中的扩增体系为:2×multiplexpcrmix12.5μl,上下游引物的工作浓度为l0mmol/l,具体的使用量见表(1),50ng基因组dna,补加灭菌超纯水至体系为25μl。

步骤(2)和步骤(3)中的扩增的条件为:95℃总变性10分钟,95℃变性30秒,退火温度(表1)退火30秒,72℃延伸30秒,共35个循环,最后72℃总延伸5分钟。

表1翘嘴鲌3个4重pcr体系的引物信息

通过实施上述技术方案,本发明的有益效果是:本发明翘嘴鲌微卫星位点的4重pcr体系检测方法简单,与翘嘴鲌常规的单位点的微卫星pcr体系相比,可以有效节约dna样本、pcr扩增试剂和毛细管分型费等,并减少了实验所需要的时间,有效提高实验效率。

如果采用单对引物逐一进行扩增,单个体系为25μl,1个样本进行这12对引物的检测需要进行12次pcr,需要600ng的dna,150μl的multiplexpcrmix.但要是采用本发明的方法,1个样本只需进行4次pcr,需要200ng的dna,50μl的multiplexpcrmix。

本发明涉及的微卫星标记的扩增体系,节约dna样本,实验效率高,可在翘嘴鲌的亲子鉴定、种群遗传多样性和遗传结构的评估方面进行推广。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案,但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例1:

(1)选取性腺成熟好的3龄翘嘴鲌进行人工催产,建立12个全同胞单对交配家系;收集各个家系的全部亲本个体(共24个)和部分子代个体(每个家系20个水花,合计480个);

(2)取翘嘴鲌个体的鳍条,采取酚—氯仿法提取基因组dna,将获得的dna测定浓度后稀释至约50ng/μl;

(3)翘嘴鲌多态性微卫星序列的筛选

根据ncbi上收录翘嘴鲌序列利用primerpremier6.0软件设计及现有文献记载的翘嘴鲌引物序列,并确保目的片段长度存在较大差异(100-500bp),引物序列送生物公司合成。用步骤(1)获得的基因组dna为模板,对合成的引物用翘嘴鲌个体进行pcr扩增,利用2.5%琼脂糖凝胶电泳检测,筛选出16对扩增效果较好的引物,所述引物包括正向引物、反向引物。

(4)多重pcr体系的摸索和确定

进行多重pcr扩增:对步骤(3)中筛选得到的引物按照扩增后的pcr产物按照120-180bp、200-260bp、280-340bp、360-420bp四个不同区间进行初步分组;首先两两组合,选出扩增清晰的组合,再依次进行3个和4个位点的多重pcr体系的摸索和构建。依据2.5%琼脂糖凝胶电泳检测结果,然后不断优化各组内引物的浓度配比,确保扩增条带清楚并不重叠。最终,确定了基于12个微卫星位点的3个4重pcr体系,重新将每对引物的上游引物的5’端进行荧光修饰(hex或6-fam)。

(5)获取翘嘴鲌样本的基因型数据

基于步骤(4)构建的多重pcr体系,对所有步骤(2)获得的dna样进行扩增,并抽取适量扩增产物(4μl)在2.5%琼脂糖凝胶上电泳检测,检测合格后,送至生物公司采用abi3720xl进行毛细管电泳检测,并利用genemapper4.0对结果进行分析,从而获得亲本和子代各位点的基因型数据。

步骤(3)和步骤(4)中的扩增体系为:2×multiplexpcrmix12.5μl,上下游引物的工作浓度为l0mmol/l,具体的使用量见表(1),50ng基因组dna,补加灭菌超纯水至体系为25μl。

步骤(3)和步骤(4)中的扩增的条件为:95℃总变性10分钟,95℃变性30秒,退火温度(表1)退火30秒,72℃延伸30秒,共35个循环,最后72℃总延伸5分钟。

(6)使用前述的3种引物组合方式进行多重pcr扩增,多重pcr的扩增体系为:2×multiplexpcrmix12.5μl,上下游引物的工作浓度为l0mmol/l,具体的使用量见表(1),20ng基因组dna,补加灭菌超纯水至体系为25μl;扩增的条件为:95℃总变性10分钟,95℃变性30秒,退火温度(表1)退火30秒,72℃延伸30秒,共35个循环,最后72℃总延伸5分钟。

(7)pcr扩增产物经适当稀释后,与分子量内标混合,在abi3130测序仪上进行毛细管电泳分析;

(8)使用genemapperv4.0软件分析电泳结果,得到每个个体微卫星标记的基因型数据;混合12个全同胞家系的480个子代个体的基因烈数据,以检验微卫星多重pcr在亲子鉴定中的效率;使用cervus3.0软件对亲本和子代个体进行亲缘关系分析,计算每个子代最可能的父母本个体;根据分析结果,将置信度最高的雄性和雌性个体确认为子代个体亲本。

结果显示,在全部的24个亲本和480个子代中,在95%置信水平下,运用该发明所述的3组4重pcr(12个位点)即可达到100%的亲子鉴定成功率。

实施例2:

(1)在湖州养殖场采集32个养殖个体;

(2)使用苯酚氯仿法提取每个样本的dna,将获得的dna测定浓度后稀释至约50ng/μl;

(3)根据前述筛选的12种引物序列以及修饰方法合成引物,方法同实施例1;

(4)使用前述的3种引物组合方式进行多重pcr扩增,多重pcr的扩增体系和扩增条件同实施例1;

(5)pcr扩增产物经适当稀释后,与分子量内标混合,在abi3130测序仪上进行毛细管电泳分析;

(6)使用genemapperv4.0软件分析电泳结果,得到32个个体微卫星标记的基因型数据。进行分析如表2:

表212个微卫星位点在湖州养殖群体32个样本中的遗传参数检测

注:na为等位基因数目;ho为观测杂合度;he为期望杂合度;pic为多态信息含量;hwe为哈迪-温伯格平衡。

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