[发明专利]基于DNA标记的犬类品系鉴定方法

说明书

本发明公开了一种通过宠物犬DNA SNP标记准确进行品系鉴定的方法，所述方法包括步骤：1)获得宠物犬DNA SNP标记数据；2)对步骤1)中所述的SNP标记数据进行层次聚类，所述层次聚类中加入了迁徙的参数；3)对步骤1)中所述的SNP标记数据进行种群混合物分析，所述种群混合物分析中，对混合品系的数量加以限制；4)将基因组分成小块区域，并对每一个区域用随机森林算法进行犬种归类，用隐马尔可夫链对小块基因区域的品系归类进行平滑处理，用最大似然估计对家族谱系进行估计，获得犬只父母的品系混合成分，完成谱系推断。

技术领域

本发明属于基因检测领域，本发明涉及基于DNA标记的犬类品系鉴定方法。

背景技术

犬类遗传品系鉴定的方法目前主要分为三大类：第一类是通过纪录在案的犬类家谱信息判断犬类的品系；第二类是通过犬类外观性状进行品系判断；第三类是通过DNA微卫星位点(STR)对品系进行判断。

上述三类遗品系鉴定方法都有技术缺点。第一类遗品系鉴定的方法具有如下技术缺点：1)需要犬类一直保持有系统的家谱文件，如果文件丢失，或者文件被篡改(不良宠物贩为了欺骗消费者常用此手段)，宠物品系的判断将出现错误；2)市场上流通的或者宠物主人饲养的混种宠物犬种，绝大多数都没有系统的家谱文件，所以根本无法准确判断其品系组成。第二类遗品系鉴定的方法具有如下技术缺点：1)通过宠物外观，很难区分出品系接近的狗种；2)判断非常主观，且无法提供客观证据支持；3)无法定量判断出品系的纯度有多高；4)如果是混血品种，几本无法从外观准确判断品系组成。第三类遗品系鉴定的方法具有如下技术缺点：1)因为STR标记位点数量少，准确判定依赖于数量巨大的犬类数据库；2)实验流程很难方便兼容入二代测序平台，无法与其它与二代测序DNA为基础的疾病检测和性状预测有效的组合成一个一体化的实验方法；3)由于STR标记位点数量少，信息量有限，该方法对纯种血统有可以接受的分辨率，但对于多品系混杂的犬类无法做出准确判断。

发明内容

本发明人基于犬类22万个DNA SNP标记信息，开发了一种遗传算法，用以通过犬类DNASNP数据判断犬类的品系组成。

在第一方面，本发明提供了一种通过宠物犬DNA SNP标记准确进行品系鉴定的方法，所述方法包括步骤：

1)获得未知品系宠物犬DNA SNP标记数据，

2)对步骤1)中所述的SNP标记数据进行层次聚类，所述层次聚类中加入了迁徙的参数；

3)对步骤1)中所述的SNP标记数据进行种群混合物分析，所述种群混合物分析中，对混合品系的数量加以限制；

4)将基因组分成小块区域，并对每一个区域用随机森林算法进行犬种归类，用隐马尔可夫链对小块基因区域的品系归类进行平滑处理，用最大似然估计对家族谱系进行估计，获得犬只父母的品系混合成分，完成谱系推断。

在一个实施方案中，步骤3)中所述混合品系的数量被限制在30种以内。

在一个实施方案中，步骤2)中对于迁徙造成的种群混合，令X和Y分别为父系和母系种群，Z为子系种群，Z在给定遗传标记位点的频率为

t描述了种群进化树分支的长度，w描述了因迁徙造成的种群混合(w＝0是不考虑迁徙情况的特例)。

在一个实施方案中，步骤3)中对遗传标记数据进行矩阵分解：

其中L矩阵的每个元素需要满足0≤L_ij≤1,且每行之和为1。

在一个实施方案中，步骤4)中使用最大似然估计对如下似然率模型拟合推算：

其中分别是指数分布和多项分布的参数。