[发明专利]一种奶山羊PITX2基因单核苷酸多态性的检测方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于奶山羊核苷酸多态性技术领域，涉及一种奶山羊PITX2基因单核苷酸多态性的检测方法及其应用。

背景技术

奶山羊在我国奶业建设中发挥着重要作用，然而，与奶牛的基础研究与实践应用相比，奶山羊该方面极其滞后，整体水平非常低，奶山羊中蕴含的、与泌乳性状相关的潜在重要基因资源仍未得到有效挖掘和利用。近年来，我国优良奶山羊品种，如关中奶山羊，生产性能下降较快，退化严重，直接影响了我国奶羊业的发展。自“三聚氰胺”事件发生以后，我国羊奶制品在国内外开始走俏，社会对羊奶制品需求越来越大，从而形成了羊奶制品的极大需求与奶山羊种源不断下降之间的矛盾。

泌乳性能属于数量性状位点（QTL），由微效多基因控制，遗传力较低。为此，在奶山羊育种方面，不能仅靠传统育种手段对这些泌乳性状进行改良，还需要应用涉及DNA标记的现代育种技术，因为DNA标记具有多态性丰富、遗传稳定、不受组织、生理发育阶段及环境影响等诸多优点。此外，随着基因组计划的实施，DNA标记的种类与数目的增多，基因图谱密度与精度在不断提高。因此，DNA标记辅助选择(MAS)方法，作为一种具有广阔应用前景的分子育种技术，将有利于奶山羊品种的遗传改良。

目前，利用DNA标记进行动物MAS育种的主要步骤如下：首先，在DNA水平上快速确定与泌乳性状密切相关的重要基因及其多态性；其次，建立基因多态与泌乳性状的关联分析，确定与泌乳性状显著关联的DNA标记或SNP位点；最后，实现遗传标记辅助选择和实现早期诊断选择。为此，在奶山羊MAS育种中，必须选择正确、可靠的重要候选基因，并确定快速检测基因多态性的有效方法并进行关联分析，从而达到利用DNA标记进行标记辅助选择的目的。为此，在奶山羊MAS育种中，必须选择正确、可靠的重要候选基因，并确定快速检测基因多态性的有效方法并进行关联分析，从而达到利用DNA标记进行标记辅助选择的目的。通常，重要候选基因是与泌乳性状有关的重要基因，可能是结构基因、调节基因或是在生化代谢途径中影响该性状表达的基因。

下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴是哺乳动物一个至关重要的生物调节系统。作为HPA轴的关键组成部分，脑垂体前叶腺体是哺乳动物生长发育、泌乳、生殖的控制中心。在哺乳动物HPA轴的垂体腺细胞的发育过程中，包括PITX2等关键转录因子直接影响垂体前叶腺体的发育，因为它们至少调控生长激素（GH）、催乳素（PRL）、促甲状腺激素（TSH）、促黄体素（LH）/促卵泡素（FSH）和ACTH等五种不同类型细胞分泌至少六种重要功能激素。已有研究表明：GH和PRL具有极其重要的生物学功能，它们的缺乏将导致动物形体矮小、性晚熟，泌乳期延迟，泌乳能力下降等表型，而且，GH和PRL基因突变与动物泌乳性状显著关联，故这两个基因被国际公认为影响动物泌乳性状的重要基因。为此，将HPA轴相关转录因子基因作为影响泌乳性状表达的重要候选基因，分析其遗传变异与奶山羊泌乳性状的关联并应用于生产实践，在理论和实践上是完全可行的。

作为HPA轴相关基因中的重要成员，同源异型结构域蛋白转录因子(PITX)类转录因子成员在基因活化、垂体发育中的的关键性作用，故将此类基因与泌乳性能进行关联性研究。作为PITX家族的重要成员，同源异型结构域蛋白转录因子2（PITX2）基因被分别定位在人类第4号染色体、小鼠第3号染色体、褐鼠第2号染色体、犬第32号染色体、野猪第8号染色体、牛第6号染色体，但山羊的相应信息尚无报道。序列比对结果表明，PITX2在人类、黑猩猩、狗、鼠、鸡、斑马鱼、牛和野猪中的序列高度保守，在许多发育通路中发挥重要作用，包括影响脑垂体的器官发生，影响GH、PRL、TSH的表达从而影响动物的泌乳性能。

作为遗传多态性中最重要、最普遍的类型，单核苷酸多态性（SNP）就是指基因组DNA序列中由于单个核苷酸（A/T/C/G）的变化而引起的多态性，其变异形式主要有转换、颠换、插入和缺失等。实验研究表明：PITX2是下丘脑核和中脑正常发育所必需的因子，敲除该蛋白的小鼠不能形成正常的胚胎，并在胚胎期死亡。PITX2蛋白在小鼠的多种组织中有表达，影响肌肉和垂体等正常发育，是左右不对称发育的信号分子，对细胞增殖发挥重要调控作用。目前，关于PITX2基因多态性研究多见于人、小鼠等生物的体外表达分析，且常被作为器官机能缺陷和重要的疾病预测相关的候选基因，而鲜见于家畜和家禽多态性分析。截至目前，中国奶山羊PITX2基因多态性领域的研究匮乏，基因位点的功能研究及其遗传变异与泌乳性能（如：产奶量、乳脂率、乳脂量、乳蛋白率、乳蛋白量、乳固体物含量等）的关联研究仍是空白。