[发明专利]一种绵羊低氧适应性的快速筛选方法及其应用

说明书

本发明提供一种绵羊低氧适应性的快速筛选方法及其应用，绵羊A型血红蛋白与低氧适应性直接相关，然而目前基于蛋白电泳的检测方法对样品、技术、成本的要求都很高。为此，本发明公开了一系列与绵羊血红蛋白基因连锁的多态性位点，应用这些多态性位点可以对血红蛋白进行更有效地分型检测，从而预测个体的低氧适应性特性，本发明有利于加快绵羊血红蛋白分型速度、简化分型步骤，降低分型成本，可应用于高原适应性引种和品种选育，筛选低氧适应性较强的绵羊的胚胎、杂交个体和品系，将在高原绵羊的引种和育种中发挥重要的作用。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及利用分子标记预测绵羊低氧适应性，并用于引种和育种的分子标记辅助选择方法。

背景技术

在我国面积最大的青藏高原牧区约有20亿亩可利用的高寒草场，其中绵羊业是当地畜牧业的主要部门。目前，青藏高原的大部分绵羊为藏系绵羊，生长速度慢、产肉性能极低、繁殖力弱。而高原特有的高寒低氧环境造成引进的优良品种或者引进品种与当地品种的杂交后代很难适应高寒低氧环境。找到一种合适的方法，筛选适应高原低氧环境的绵羊品种或者杂交个体，将大大提高引种和进一步杂交选育的效率。

在高原适应的各种因素中，血红蛋白(Hemoglobin,HB)在动物体内担负着运送氧气和二氧化碳的重要生理功能，与高原动物的低氧适应性直接相关。1955年Harris和Warren用纸层析电泳测定出绵羊HB存在HBA和HBB两种变异体，他们把pH5.6时向阳极泳动得快的HB区带称为HBA，把泳动得慢者称为HBB(HARRIS and WARREN 1955)。从表型上，Dawson等(DAWSON and EVANS 1967)进行的绵羊低氧耐力试验，证明具有HBA的绵羊具比有HBB的绵羊具有更强的低氧耐受力。群体调查也显示英国山地绵羊以HBA占优势，低地绵羊以HBB为显著，前者对高海拔和低营养的饲料有较好的适应性(MANWELL and BAKER1970)。HBA低氧适应的机理是其具有更高的氧亲和力，这在包括藏羊的多个绵羊品种中都已经被证明(HUISMAN and KITCHENS 1968；VAN VLIET and HUISMAN1964；周虞烂and刘国富1985)。在我国藏绵羊群体基因组研究中发现，欧拉型藏绵羊HB的HBA基因型为优势基因型，是对高原缺氧环境的适应(信金伟et al.2007)。藏羊的HBA基因频率会随着海拔高度上升发生敏锐而有规律变化(张才骏et al.1993；张才骏et al.1988；张才骏et al.1987)。以上研究结果都证明了HBA和高原低氧适应性直接相关，高频率的HBA也是藏羊能在其他品种绵羊不能适应与生存的高海拔地区健康生息和繁衍后代的重要原因之一。

因为上述绵羊血红蛋白多态性对高原低氧适应性的关系，通过选育提高种群的HBA基因频率，是青藏高原藏绵羊育种的重要方向。然而从1955年至今为止，区分绵羊HBB和HBA的蛋白的方法并无实质改进，仍是利用蛋白质多肽链的氨基酸组成的微细差异，在电泳模式上表现出差别。如纸层析或聚丙烯酰胺凝胶垂直平板电泳(PAGE)。蛋白样品的提取，保存和电泳均需要较高的条件。另外，蛋白鉴定需要的样品量较大，该方法仅可在羊出生后再鉴别血红蛋白类型。目前体外受精和胚胎移植技术已经非常成熟并已经广泛应用于新品种的引种和繁殖。然而受体羊的选择、超数排卵、孕期管理和生产都有较高的经济和时间成本。出生后再鉴定，抛弃基因型不合适的羊羔，会造成很大的浪费。以上原因导致目前基于蛋白电泳的检测方法对样品、技术、成本的要求都很高。

DNA的提取、保存和电泳均易于蛋白质，目前对HBA和HBB在基因组上的的结构差异已经研究清楚。HBA和HBB在基因组上的差异是由两种不同的单倍型(A型和B型)造成的。A单倍型由β血红蛋白家族的12个同源基因或假基因组成，B单倍型只包括其中的八个基因或假基因，尤其是B单倍型中不包括β^C基因。所以从结构上，B单倍型相对与A单倍型有四个基因长度约30kb的缺失，从功能上，β^C基因转录产物的氧亲和力较高，造成含有β^C的单倍型低氧耐受力强(Garner&Lingrel 1988)。