一种MUC13和FUT1基因的分子标记辅助选择方法

摘要

本发明公开了一种MUC13和FUT1基因的分子标记辅助选择方法，包括以下步骤：分析MUC13基因和FUT1基因在现有群体中的基因频率；分析现有群体的两个基因组合基因型个体数量及频率分布情况；分析现有群体中两个基因的组合基因型与传统育种主选性状的相关性；制定适应的分子标记辅助方法。本发明方法同时针对MUC13基因和FUT1基因两个基因进行分子育种，对仔猪腹泻抗病性的选育比较全面；本发明根据种猪核心群规模、结合选种、选配环节进行两个抗腹泻基因分子标记辅助选择育种，将分析结果与现有群体现场实际情况相结合，建立符合企业需求、可操作性强、全面的抗仔猪腹泻分子育种方法，快速提高育种效率，兼顾企业效益。

说明书

技术领域

本发明属于猪分子育种领域，更具体地说，本发明涉及一种MUC13和FUT1 基因的分子标记辅助选择方法。

背景技术

现有的关于粘蛋白13(mucin 13，MUC13)、a1-岩藻糖转移酶基因(FUT1) 抗腹泻基因的分子标记辅助选择育种大多都是单独的基因，或是仅仅是科研研 究，并没有与现场的传统育种方法有效结合，不能兼顾企业效益，致使不能长 期坚持在种猪核心群开展抗腹泻基因分子标记辅助选择育种。大多数的研究主 要针对两个基因在不同猪群的遗传变异分析，或者是与腹泻表型、肉质、胴体 性状以及产仔数等性状的相关性分析，并没有具体的针对企业分子育种应用方 案方面的研究和论述。有些只针对MUC13、FUT1中的一个基因来进行简单分 子育种方面的研究，没有考虑到企业实际操作，尤其是大量种猪选择淘汰对企 业效益的影响，可操作性不强，没有较为实用的分子育种方案建立方法。

现有技术最突出的问题是没有与现场实践育种结合，没有与现有的种猪选 育目标结合，没有考虑企业效益，无法做到企业效益与育种效率兼顾，使分子 育种不能长期坚持开展。

发明内容

有鉴于此，为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种如何 在现有的种猪核心群中建立两个不同的抗腹泻基因MUC13和FUT1基因的分子 标记辅助选择方法。该方法可以与现场传统育种有效结合，通过各环节的分析， 对不同的群体采用不同的抗腹泻基因分子标记辅助选择育种方案，更适合企业 育种应用，兼顾企业效益与育种效率。

为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：

一种MUC13和FUT1基因的分子标记辅助选择方法，包括以下步骤：

1)分析MUC13基因和FUT1基因在现有群体中的基因频率；

2)分析现有群体的两个基因组合基因型个体数量及频率分布情况；

3)分析现有群体中两个基因的组合基因型与传统育种主选性状的相关性；

4)制定适应的分子标记辅助方法。

在其中一些实施例中，步骤1)为：利用plink软件进行MUC13基因和FUT1 基因在现有群体中的基因频率分析，若最小等位基因频率MAF<0.05，说明此位 点基本纯合，不需进行分子标记辅助选择；若MAF>0.05，说明群体存在变异， 则进行分子标记辅助选择。

在其中一些实施例中，步骤2)为：对现有群体的两个基因组合基因型个体 数量及频率分布情况进行分析，若优势等位基因组合基因型在现有核心群中频 率较高时，则同时在公猪及母猪的选留中选择优势组合基因型个体；若优势等 位基因组合基因型在现有核心群中频率不高不低时，则仅要求在公猪选留时选 择优势组合基因型个体；若优势等位基因组合基因型在现有核心群中频率较低 时，则仅要求选留时测定表型同等表现下，优先选留优势组合基因型个体。

在其中一些实施例中，所述频率较高为频率大于0.7，所述频率不高不低为 频率为0.3-0.7，所述频率较低为频率小于0.3。

在其中一些实施例中，步骤3)为：分析现有群体中两个基因的组合基因型 与传统育种主选性状的相关性，所述传统育种主选形状为日增重、料肉比、背 膘厚、瘦肉率、父系指数、母系指数、和体型外貌；若两个基因的组合基因型 与日增重、瘦肉率、父系指数、母系指数、体型外貌正相关或无相关性，与料 肉比、背膘厚负相关或者无相关性，则说明两个基因分子育种选择与现场选育 目标一致，在选留时将优势等位基因型作为选择的必要条件；若是与上述情况 不同，与有些选育性状相矛盾，则采取先以现场测定性状的选育为第一参考， 抗腹泻基因型为第二参考，选留时同等性能表现的种猪，优先选留优势组合基 因型个体，不做必要条件进行选留，长期坚持选择，逐步完成抗腹泻基因的优 化。

在其中一些实施例中，步骤1)-3)中所述现有群体的规模大于500头核心 群，群体规模越大，选择空间越大，分子标记和现场表型测定性状结合选择的 准确性更高。

本发明通过不同研究分析方法，发明了可与传统育种相结合的MUC13、 FUT1基因分子标记辅助选择应用方法，根据MUC13和FUT1基因分子标记辅 助选择方法建立的分析流程，以及对不同分析结果，如何进行分子育种研究的 判断和评估。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)本发明方法同时针对影响断奶前仔猪腹泻MUC13基因和影响断奶后仔 猪腹泻FUT1基因两个基因进行分子育种，对仔猪腹泻抗病性的选育比较全面；

2)本发明方法除了单独分析两个基因在现有群体中的变异情况，又增加分 析了两个基因组合基因型在现有群体中的频率，评估群体变异情况及组合基因 型在现有群体的分布情况，判断选育难易程度，给出不同情况不同育种的方案， 可较为全面的优化群体的抗仔猪腹泻能力；

3)未重复分析基因与腹泻表型的相关性，也没有进行与肉质和胴体性状的 相关性等，本发明方法中分析的是两个基因组合基因型与现有群体的传统育种 主选性状(日增重、料肉比、背膘厚、瘦肉率、父系指数、母系指数、体型外 貌等表型性状)的相关性，评估两个基因的分子选育是否与现有的选育目标一 致，考虑了现场选种、选留操作，通过以上分析，可以更好的制定适合企业不 同的种猪群体的MUC13、FUT1基因分子标记辅助选择育种的应用方案；

4)本发明方法根据种猪核心群规模、结合选种、选配环节进行两个抗腹泻 基因分子标记辅助选择育种，将分析结果与现有群体现场实际情况相结合，建 立符合企业需求、可操作性强、全面的抗仔猪腹泻分子育种方法，快速提高育 种效率，兼顾企业效益。

附图说明

图1为本发明实施例1中的MUC13和FUT1基因的分子标记辅助选择方法 的建立流程图；

图2为本发明实施例2中杜洛克群体的两个基因型组合分布情况图；

图3为本发明实施例2中皮特兰群体的两个基因型组合分布情况图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1一种MUC13和FUT1基因的分子标记辅助选择方法

请参阅图1，为本实施例的一种MUC13和FUT1基因的分子标记辅助选择方 法的建立流程图，包括如下步骤：

1)粘蛋白13(mucin 13，MUC13)基因、a1-岩藻糖转移酶基因(FUT1)在现 有群体中的基因频率分析

此步骤是利用plink软件进行基因变异程度分析的，主要衡量判断指标为 MAF——最小等位基因频率，理论上若MAF<0.05，则说明此位点基本纯合，不 需要进行分子标记辅助选择；若MAF>0.05，说明群体存在变异，则可进行分子 标记辅助选择。

2)对现有群体的两个基因组合分布情况进行分析，包括各组合基因型个体 数量及频率

利用excel的统计做图功能，分析两个基因组合分布情况。通过此步骤，可 判断在现有群体进行两个基因的分子育种难易程度。优势等位基因组合基因型 GG/AA在现有核心群中占有不同比例，可采用不同的选育方案：

a、若频率较高(大于0.7)时，则可同时在公猪及母猪的选留中选择优势组合 基因型个体；

b、若是频率不高不低(0.3-0.7)时，则仅要求在公猪选留时选择优势组合基 因型个体；

c、若是频率较低(小于0.3)时，则仅要求选留时测定表型同等表现下，优先 选留优势组合基因型个体。

以上三种情况，选配时同等条件下优先考虑优势组合基因型个体。

3)分析现有群体中两个基因的组合基因型与传统育种主选性状(日增重、 料肉比、背膘厚、瘦肉率、父系指数、母系指数、体型外貌等表型性状)的相 关性

通过R软件分析现有群体中两个基因的组合基因型与传统育种主选性状的 相关性，模型为：y＝1μ+Zα+e。其中，y为所测得的表型值，μ为总体平 均值，Z为基因型的指示矩阵，α为SNP随机加性遗传效应向量，且α—N(0， Gσα2)(G为分子血缘相关矩阵，σα2为加性遗传方差)，Zα为基因型效应， e为残差。现有群体中两个基因的组合基因型与传统育种主选性状的相关性。通 过此步骤的正、负相关性分析，可以判断优势等位基因组合基因型是否与现场 实践选育的性状表现一致：

a、若是与日增重、瘦肉率、父系指数、母系指数、体型外貌评分等性状正 相关或无相关性，与料肉比、背膘厚负相关或者无相关性，则说明两个基因分 子育种选择与现场选育目标一致，可以在选留时将优势等位基因型作为选择的 必要条件；

b、若是与上述情况不同，与有些选育性状相矛盾，则需要平衡育种，综合 考虑育种场饲养管理情况、市场发展需要等，采取先以现场测定性状的选育为 第一参考，抗腹泻基因型为第二参考，选留时同等性能表现的种猪，优先选留 优势组合基因型个体，不做必要条件进行选留，通过此种方法，长期坚持选择， 可逐步完成抗腹泻基因的优化。

以上两种不同情况的方法，实现了猪分子育种与现场传统育种有机结合， 适合种猪企业应用，可快速提高育种效率且兼顾企业效益，另一方面，通过此 环节的分析，可以判断哪种组合基因型与现场选育目标一致。

4)制定适应的分子标记辅助方法

通过步骤1)-3)的分析，结合现有核心群体规模(群体规模越大，选择空 间越大，分子标记和现场表型测定性状结合选择的准确性更高)以及现场选配 与选种环节，制定适应的分子标记辅助方法。例如若核心群规模较小，选择空 间不大，则可采用先注重公猪的选择，母猪在现场选育表型同等条件下，优先 选择优势等位基因型。

实施例2杜洛克群体及皮特兰群体的MUC13和FUT1基因的分子标记辅助选 择方法

本实施例的一种MUC13和FUT1基因的分子标记辅助选择方法的建立流程 包括如下步骤：

1)粘蛋白13(mucin 13，MUC13)基因、a1-岩藻糖转移酶基因(FUT1)在现 有群体中的基因频率分析

利用plink软件对604头杜洛克群体及315头皮特兰群体的两个抗腹泻基因 的基因型进行检测，分析基因变异程度：

MUC13基因变异分析：

FUT1基因变异分析：

以上两个群体的两个基因MAF均大于0.05，说明两个基因在两个群体均存在 变异，可进行分子标记辅助选择育种。

2)对现有群体的两个基因组合分布情况进行分析，包括各组合基因型个体 数量及频率

两个群体的两个基因型组合分布情况分别如图2和图3所示，结果表明：杜 洛克群体有5种组合类型，其中MUC13与FUT1基因均为优势基因型组合GG/AA 的个体数为222头，占群体总量的36.75％(222/604)，仅要求在公猪选留时选择 优势组合基因型个体；皮特兰群体有8种组合类型，仅有11头是优势基因型组合 个体，占群体总量的3.49％(11/315)，则仅要求选留时测定表型同等表现下，优 先选留优势组合基因型个体。

3)通过R软件分析现有群体中两个基因的组合基因型与传统育种主选性状 的相关性，分析结果如下表1、表2所示：

通过分析两个抗腹泻基因组合基因型分布情况发现：

在杜洛克群体中，GG/AA型组合(222头)所占群体比例达36.75％。各种 组合基因型与各生产性状的相关分析显示，GG/GA组合型个体的综合生产性能 表现最好，其次为GG/AA型个体，基因型的选择与主选性状的选择基本一致， 可判定GG/GA和GG/AA两种组合型均为优势组合型，两种基因型在群体中所 占比例共为78.8％。鉴于此，在杜洛克群体中，可以在选留时将两个优势等位基 因型作为选择的必要条件，由于群体规模大(604头核心群体)，可采用在公猪 及母猪中同时进行优化。

在皮特兰群体中，优势等位基因组合型与体高、头型评分、肢蹄评分等体 型外貌性状呈极显著负相关，仅与100kg瘦肉率以及背膘厚生产性状呈相对正 相关。且有利组合基因型频率在群体中较低，仅3.49％。根据现在市场需求分析 制定的皮特兰选育方案中，体型外貌为重点选育方向。因此，综合考虑群体优 势等位基因组合基因型频率低及与体型外貌的负相关，群体规模小(315头核心 群体)等因素，皮特兰群体暂不适宜进行抗腹泻基因的分子标记辅助选择。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但 并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权 利要求为准。