[发明专利]一种基于全基因组STR建立动物亲权鉴定系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种亲权鉴定系统的建立方法，特别涉及一种基于全基因组序列中STR位点建立用于动物亲权鉴定系统的方法。

背景技术

无论是对珍稀动物种质资源的保护，还是对具有较高经济价值动物的繁育，要求对动物个体识别与亲权鉴定的事件越来越多。例如，对大熊猫进行亲子鉴定和个体识别，有助于避免人工饲养繁殖中近亲繁殖的难题，对拯救大熊猫物种有重要意义。又如，在现代育马业及赛马业中，对一些优秀品种的马匹进行出生来源鉴定也备受重视。

DNA分子标记由于能直接反映遗传物质本身或基因组的变化差异等，且大多数呈中性突变，遗传较为稳定，符合孟德尔遗传规律，不受生理期和环境的影响，并在群体中具有高度多态性和较高的杂合度等，因此在动物个体识别和亲权鉴定方面有重要的应用前景。DNA分子标记主要包括限制性片段长度多态性、随机扩增DNA多态性、DNA指纹图、小卫星DNA、微卫星DNA标记和单核苷酸多态性分析等。

微卫星DNA，又称短串联重复序列(Short Tandem Repeat，STR)，是以1～6个碱基为核心而组成的短串联重复序列，广泛随机地分布于真核生物基因组中，在动物基因组DNA序列中，平均6～10kb就可能出现一个，其一般大小为100～350碱基。微卫星DNA比其他标记更具有检测方法简便、快速，分析材料广泛，重复性好，结果可靠等优点，因此被认为是进行个体识别与亲权鉴定的绝佳分子标记。

亲权鉴定的基本原理有两点：

1，在肯定子代的某个标记基因是来自生父，而假设父亲并不带有这个基因的情况下，可以排除它是该子代的父亲。由此可知，被检查的血型系统或DNA分子标记个数越多，假设父亲被排除的几率越大；

2，在肯定子代的某些标记基因是来自生父，而假定父亲也带有这些基因的情况下，不能排除它是该子代的生父。这时可以计算出它是该子代生父的概率，在使用多个遗传标记时，通常计算其累积排除概率：假设若干相互独立的标记个数排除概率分别为P₁、P₂……P_n，则n个相互独立的标记个数的累积排除概率为：

P_c＝(1-P₁)(1-P₂)……(1-P_n)

在动物育种及家畜问题引起的民事纠纷中，STR分型技术已经被用于多种动物的亲子鉴定，但是由于传统方法在开发和利用微卫星DNA标记的同时，必须首先通过克隆STR位点，测序得到其两侧特异的保守序列，并以此设计引物。该方法整个过程周期长，并且筛选通量低，从而给STR的应用带来了一定的困难和障碍。目前随着测序技术的发展和测序通量的不断提高，越来越多的全新物种基因组得到解码，可以通过STR查找软件非常方便的查找STR位点及其两侧序列。基于此，本发明开发了从基因组参考序列出发，建立动物STR亲权鉴定系统的方法。

经过文献检索，未见与本发明相同的公开报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在动物全基因组序列中筛选STR位点进而建立STR亲权鉴定系统的方法。

本发明建立了一套基于全基因组参考序列信息建立该物种STR亲权鉴定系统的整套方法。依据本发明中的方法，能够快速建立目标物种的STR亲权鉴定系统，该系统能够有效鉴定动物个体间的亲子关系及亲缘关系，因此能够为动物育种提供有力指导。

一种基于全基因组STR建立动物亲权鉴定系统的方法，包括以下步骤：

1)全基因组STR位点查找：通过串联重复序列查找软件Tandem Repeat Finder(TRF)在所研究物种全基因组寻找所有STR位点；

2)STR位点的初步筛选：统计出该物种全基因组参考序列中重复单位为4个碱基的STR位点，参考该物种群体遗传多态性高低情况，并从中随机选取50～300个STR位点；

3)引物设计：对于步骤2)中所选取的每一个STR位点，在串联重复序列前后两端200碱基长度的保守序列内，分别设计用于多核苷酸扩增反应的正向引物和反向引物；

4)动物群体随机抽样并提取基因组DNA：在所研究的动物群体中通过随机抽样的方式获得样本，并提取样本中所有个体的基因组DNA；

5)STR位点群体多态性验证：

①使用步骤3)中的引物分别扩增样本中所有个体的基因组DNA目标基因组区域；

②扩增产物经分离后进行基因分型；

③对于具有遗传多态性的STR位点，估算各等位基因频率；