[发明专利]影响奶牛乳腺炎易感/抗性HMGB3基因的核心启动子及其功能性分子标记与应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物化学遗传育种技术领域，具体地说是一种影响奶牛乳腺炎易感/抗性的HMGB3基因启动子区功能性分子标记位点及其在奶牛遗传改良中的应用。 

背景技术

乳腺炎是奶牛饲养中最为常见、复杂的疾病之一，也是造成奶牛业损失最大的一种疾病。是乳腺组织受到物理、化学、微生物等的刺激所发生的炎性变化，其特点是乳中的体细胞增多，乳腺组织发生病理变化，乳的性状品质发生异常。据估计，大约95％的病例是由金黄色葡萄球菌(Staph.aureus)、链球菌(Strep.uberis)和大肠杆菌(E.coli)感染引起，每年因乳腺炎造成的损失高达350亿美元(Wellenberg等，2002)。该病所造成的经济损失包括降低牛奶的产量和乳品的质量和风味、增加奶牛的淘汰率、炎症的治疗费以及额外的劳动支出。同时乳腺炎的病原菌还可通过牛奶而危害人体健康。有关奶牛乳腺炎发病机理和防治的研究已有100多年的历史，并取得了显著的进展。然而，奶牛乳腺炎是一种非常复杂的疾病，尽管许多国家都已经对各种乳腺炎实施综合防治措施，但它是一种受多因素影响的疾病，很难控制。目前，对乳腺炎的控制与预防措施并没有从整体上降低乳腺炎的发病率，而且乳腺炎也是奶牛生产中抗生素使用的最主要原因(Villli，2001)。因此，我们迫切需要探讨其它途径来降低乳腺炎的发病率，通过遗传选择来提高奶牛乳腺炎抗性被认为是解决乳腺炎问题的一种最好的长期策略(Burton等，2001)。若通过遗传育种手段，可使奶牛增强乳腺炎的抗性，减少药物的使用量，改善牛奶质量安全，减少经济损失，有望从根本上解决乳腺炎这一长期困扰着世界奶业发展的难题。奶牛抗性的遗传力很低，基于表型选择的遗传改良效果不佳。而奶牛分子育种可以实现奶牛的早期选择，大大缩短奶牛遗传改良的世代间隔，节约选育成本，提高选择效率。启动子(promoter)是基因中一段能使基因进行转录的脱氧核糖核酸(DNA)序列。它可以被RNA聚合酶辨认，并开始转录。在核糖核酸(RNA)合成中，启动子可以和决定转录的开始的转录因子产成相互作用，控制基因表达(转录)的起始时间和表达的程度，包含核心启动子区域和 调控区域，就像“开关”，决定基因的表达与否，继而控制细胞开始生产哪一种蛋白质。启动子本身并无编译功能，但它拥有对基因翻译氨基酸的指挥作用，就像一面旗帜，其核心部分是非编码区上游的RNA聚合酶结合位点，指挥聚合酶的合成。因此，该区域的启动子发生突变(变异)，将对基因的表达有着毁灭性作用。例如，启动子区中的单核苷酸突变(SNP)可影响基因的表达调控、基因功能等，对个体的表型具有重要的影响，根据基因型可以选择出具有潜在不同的表型的个体。因此，基于功能性的分子标记辅助选择的分子育种技术具有很好应用潜力。 

高迁移率族蛋白(High mobility group box，HMGB)是一种非组蛋白染色体蛋白质。通常位于细胞内，可参与多种生物学的过程，包括维持核小体结构、调节基因转录、核糖核酸形成、DNA修复等。染色体HMGB蛋白包括HMGB1、HMGB2、HMGB3是所有由核酸受体调控的先天性免疫反应的激发所必不可少的(Yanai H，Ban T，Wang Z，et al.HMGB proteins function as universal sentinels for nucleic-acid-mediated innate immune responses.Nature.2009Nov 5；462(7269)：99-103)。HMGB可能充当细胞内核酸的普适性“哨兵”。HMGB1、HMGB2、HMGB3是根据结合DNA的HMG盒的功能域区分的。其中，HMGB3据报道有两个转录本(NM_001076285.2和NM_001113257.2)。到目前为止，牛HMGB3基因的两个转录本的表达调控模式以及它在奶牛乳腺炎方面的功能性研究尚未见报道。 

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种影响奶牛乳腺炎易感/抗性HMGB3基因的核心启动子及其功能性分子标记与应用。