与奶牛生产寿命相关的SNP分子标记及其应用

本发明属于奶牛育种标记物，具体涉及与奶牛生产寿命相关的snp分子标记及其应用。

背景技术：

1、奶牛生产寿命是指奶牛从第1次产犊到死亡或者淘汰之间的时间。奶牛的生产寿命与牛场的经济效益息息相关，奶牛生产寿命越长，终生产奶量越高，才能够弥补其在后备牛阶段的饲养成本，从而提高养殖收益。长期以来，奶牛育种主要强调提高奶牛的生产性能，而对奶牛生产寿命的研究相对较少。奶牛的生产寿命虽对生产没有直接影响，但与生产成本密切相关，是一个非常重要的功能性状，对增加奶牛养殖场收入和育种工作非常重要。

2、研究表明，德国和美国奶牛群体平均使用期限是3～4个泌乳期，而最大的产奶量表现是在第4～7个泌乳期，因此，大多数奶牛没有充分发挥出泌乳最大潜力就被淘汰，从而造成了一定的经济损失。捷克荷斯坦奶牛的利用时间从3胎提高到4胎时，其经济效益增加了11％～13％。而我国奶牛的平均胎次还不到3胎，因此如何提高我国奶牛的生产寿命是亟需解决的问题。

3、遗传力反映了特定的性状表型变异中遗传作用和环境影响在性状表现中的大小关系，对遗传力分析可以确定合适的育种方法，因此动物育种工作中对性状遗传力的估计尤为重要。我国学者使用单性状动物模型、单性状公畜模型和多性状动物模型等不同模型估计中国荷斯坦奶牛的生产寿命遗传力为0.047～0.069。总的来说，奶牛生产寿命的遗传力较低，育种工作者很难通过直接选择的方法来提高奶牛的生产寿命。因此，通过一些能较早获得且与寿命相关性较高的性状，可以间接预测生产寿命，从而提前获得寿命的育种值，有效加快遗传进展。

4、全基因组选择可以从分子水平上快速地分析个体的遗传价值，从而实现对基因型的直接选择，全基因组选择结合基因型、表型和系谱数据，可以提高遗传估计的准确性，并减少世代间隔。发达国家已将全基因组选择应用于奶牛育种体系，但是关于生产寿命的相关研究在我国乃至发达国家目前较少。

5、单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms，snp)主要是指由于单个核苷酸的变异而引起基因组水平上的dna序列多态性，包括单碱基的转换、颠换、缺失和插入等形式。snp在牛基因组中的分布相当广泛，随着高通量测序技术的进步，snp已经成为了新一代的分子标记。根据snp在基因组中分布的位置可以分为基因编码区snp(csnp)、基因间snp(isnp)和基因周边snp(psnp)，其中csnp(功能标记)是根据功能基因内部引起表型性状变异的多态性基序开发出来的一种新型分子标记。由于来自基因内的功能性基序，此类标记不需要进一步验证就可以在不同的遗传背景下或者不同的牛种质资源中确定目标等位基因的有无。

技术实现思路

1、为了克服上述问题，本发明提供了与奶牛生产寿命相关的snp分子标记及其应用。为实现该技术目的，本发明设计筛选与奶牛生产寿命相关的分子标记辅助育种，从而提高奶牛盈利能力。本发明将ndufa9基因作为奶牛生产寿命候选基因，研究其变异位点与奶牛生产寿命性状的相关性，并得到如下技术方案：

2、本发明的第一个方面，提供一种与奶牛生产寿命相关的snp分子标记，所述分子标记来自ndufa9基因，其核苷酸序列如seq id no:1所示，所述序列的第304bp处为突变位点，碱基为c或a。

3、进一步所述位点位于牛5号染色体序列(牛参考基因组版本为bos_taurus_umd_3.3.1，gcf_000003055.6，染色体编号为ac_000162.1)的第105870613bp处。

4、进一步的，所述突变位点的碱基为a，即chr5:g.105870613c>a时，表现为长生产寿命的性状。

5、本发明的第二个方面，提供用于检测第一方面所述的snp分子标记的特异性引物，包括：

6、上游引物序列如seq id no:2所示，下游引物序列如seq id no:3所示。

7、本发明的第三个方面，提供一种含有第二方面所述的特异性引物的试剂或者试剂盒。

8、本发明的第四个方面，提供一种鉴定长生产寿命奶牛的方法，包括：

9、(1)提取待测奶牛的基因组dna；

10、(2)以步骤(1)的基因组dna为模版，利用第二方面所述引物对通过pcr反应扩增奶牛ndufa9基因的3’-utr区域；

11、(3)检测pcr扩增产物片段的第304bp处的碱基种类，判断待测奶牛是否属于长生产寿命的个体，如果扩增产物片段中第304bp处的碱基为a，则待测奶牛为长生产寿命性状的奶牛。

12、本发明的第五个方面，提供一种奶牛的辅助育种方法，所述辅助育种方法包括采用第四方面所述的鉴定长生产寿命奶牛的方法获得优势基因型的奶牛个体作为亲本进行育种。

13、本发明的第六个方面，提供第一方面所述的snp分子标记在鉴定长生产寿命奶牛及辅助育种中的应用。

14、本发明的第七个方面，提供第三方面所述的特异性引物的试剂或者试剂盒在鉴定长生产寿命奶牛及辅助育种中的应用。

15、本发明通过pcr方法提供一个奶牛生产寿命性状相关ndufa9基因，通过bovinesnp50芯片在该基因的3’-utr上鉴定到1个snp位点。在荷斯坦牛群体中，针对ndufa9基因3’-utr上的1个snp的基因型与该群体牛的生产寿命性状基因组育种值进行关联分析，分析结果表明该snp与奶牛生产寿命显著相关。根据上述snp位点的鉴定结果，养殖人员可以选择有利的基因型个体留种，从而改善奶牛群体的生产寿命性状，提高牧场经济效益。

16、本发明采用的snp鉴定方法如下：通过bovine snp50芯片在奶牛群体中进行基因型鉴定，发现ndufa9基因3’-utr上存在1个snp(chr5:g.105870613c>a)(附图1)；通过奶牛群体基因型和奶牛生产寿命性状基因组估计育种值的关联分析，证明该snp位点与奶牛生产寿命性状显著相关。

17、基于上述研究结果，ndufa9基因3’-utr上所述snp分子标记可作为鉴定奶牛生产寿命性状和辅助育种的标记物，可用于筛选生产寿命更长的亲本个体，有效提高母牛的使用年限，节约养殖成本，提高牧场收益。另外上述分子标记物的相关检测试剂还可以开发为中国荷斯坦奶牛繁育相关产品。

18、以上一个或多个技术方案的有益效果是：

19、1、本发明利用牛ndufa9基因3’-utr上的1个snp位点的信息，并且采用分子生物学相关技术鉴别奶牛在该位点的基因型，实现对具有长生产寿命的基因型个体的早期选择。

20、2、本发明鉴别了1个snp位点，通过分子生物学相关技术检测个体奶牛ndufa9基因在此位点的基因型，并且通过和奶牛生产寿命性状的估计育种值的关联分析，选择有利的基因型个体留种，可以提高ndufa9基因长生产寿命基因型在奶牛群体中的频率，从而提高奶牛群体的使用年限，降低养殖成本，增加牧场的经济效益。本发明为奶牛的生产寿命遗传改良提供了一种新的方法。