[发明专利]一种筛查荷斯坦奶牛脊椎畸形综合征携带者的分子检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种筛查荷斯坦奶牛脊椎畸形综合征携带者的分子检测方法。

背景技术

荷斯坦奶牛是提供人类乳品的重要家畜品种，经高度的选育与良好的饲养管理，生产大量鲜乳供应我们食物的需求。由于遗传育种与人工授精技术的卓越成果，有潜力的优良公牛被用于制作大量冷冻精液，供给很多母牛配种使用，其优良遗传性能可以迅速地传播至世界各地。如果追溯全世界荷斯坦奶牛的系谱，其亲缘大都密集地来自几个特定的公牛家族。然而，人工授精技术的应用使得遗传缺陷的传播也更加快速，影响层面也更加宽广。

遗传缺陷指会藉由亲代传给子代的缺陷，是由特定基因所引起的生化功能丧失或不正常的表型。体细胞遗传缺陷可分为显性遗传缺陷与隐性遗传缺陷两种。遗传缺陷若是显性且外发于身体畸型或残缺，一般会比较容易被察觉，但是大部分的遗传缺陷却都是隐性的。若是隐性遗传缺陷，则杂合型个体虽带有一个异常等位基因，外表却看不出来。必需带有二个隐性致病基因(aa)的个体才会发生异常的遗传缺陷(这里以a表示致病基因，A表示正常基因)。杂合型公牛(Aa)虽然只带有一个a，但其却是a基因携带者。这种Aa杂合型公牛常会有健壮外观，女儿牛表现优良，导致a基因在子代、孙代、曾孙代…逐渐传递，经过多代的人工授精，a基因携带者在群体中所占比例就大大提高，从而导致带有二个隐性致病基因(aa)的个体出现。因为带有隐性致病基因的个体与同样带有隐性致病基因的个体配种后，其二分之一后代为带隐性致病基因杂合型个体(Aa)，四分之一后代为发病型个体(aa)，四分之一后代为正常型个体(AA)。

脊椎畸形综合征(Complex Vertebral Malformation,CVM)是荷斯坦奶牛的一种常染色体单基因控制的隐性遗传疾病，最早由丹麦科学家Agerholm报道。随后在美国、荷兰、英国、日本等国家的荷斯坦奶牛中也相继发现。CVM的主要症状为流产、早产和死胎。患病犊牛体型较小、体重偏轻，颈部较短，颈部和/或胸部脊椎骨或肋骨出现各式各样的病变，同时四肢关节僵直、呈现对称的向后方翻转弯曲。另外，CVM对奶牛的繁殖性状也有很大的影响，母牛的不返情率提高，产犊间隔大大延长，流产比例增加。由于CVM导致一半以上的母牛流产都发生在受孕后100-260天，这段时间是母牛的产奶高峰期，流产导致奶牛产奶量难以提高，造成母牛非计划性淘汰，因此带来严重的经济损失。

丹麦科学家通过对CVM患病犊牛系谱分析发现，几乎所有患病犊牛都可以追溯到一个共同祖先，Carlin-M Ivanhoe Bell。该公牛是世界著名的优秀种公牛，在全世界范围内使用时间长达二十几年之久，留下了大量的优秀种公牛后代，同时也导致该病具有分布广、频率高的特点(Thomsen B，Horn P，Panitz F，etal.A missense mutation in the bovine SLC35A3gene,encoding a UDP-N-acetylglucosamine transporter,causes complex vertebral malformation[J].2006，Genome Research，16(1)：97-105)。CVM的分子遗传学基础是由位于奶牛第3号染色体(BTA3)上的SLC35A3基因外显子4的第559位的单碱基突变(G/T)所致，该基因编码尿苷二磷酸-氮-乙酰氨基葡萄糖转运蛋白(UDP-N-acetylglucosamine transporter)，负责把尿苷二磷酸-氮-乙酰氨基葡萄糖从细胞质中转运到高尔基体中，点突变导致尿苷二磷酸-氮-乙酰氨基葡萄糖转运蛋白的第180位的氨基酸由缬氨酸突变为苯丙氨酸，从而影响了其正常功能，导致CVM(Thomsen B，Horn P，Panitz F，etal.A missense mutation in the bovine SLC35A3 gene,encoding a UDP-N-acetylglucosamine transporter,causes complex vertebral malformation[J].2006，Genome Research，16(1)：97-105)。目前丹麦、美国、加拿大等奶牛业发达国家都已经建立了完善的荷斯坦公牛CVM监测体系，所有公牛的CVM检测结果都要进行标识和公布，并记录在其系谱内，CV(carrier of CVM)表示CVM携带者，TV(tested free of CVM)表示非携带者。