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基于全基因组测序筛选的与南丹瑶鸡体重、体尺相关的SNP分子标记组合及应用

摘要

本发明提供了基于全基因组测序筛选的与南丹瑶鸡体重、体尺相关的SNP分子标记组合,由67个SNP标记组成,它们的信息如表1所示,这些SNP分子标记组合可用于南丹瑶鸡的分子标记辅助育种,在早期可以直接在基因组水平上选育个体,不依赖表型信息,可显著提高选择效率,加快育种进程,节省中间饲养费用,提高了育种效率,降低了育种成本,具有广泛的应用前景。

著录项

  • 公开/公告号CN112746109B

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2022-07-05

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 广西大学;

    申请/专利号CN202110053154.7

  • 发明设计人 杨秀荣;杨祝良;邓继贤;

    申请日2021-01-15

  • 分类号C12Q1/6888(2018.01);C12N15/11(2006.01);

  • 代理机构南宁市吉昌知识产权代理事务所(普通合伙) 45125;

  • 代理人李秋琦

  • 地址 530004 广西壮族自治区南宁市西乡塘区大学东路100号

  • 入库时间 2022-08-23 13:58:19

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-07-05

    授权

    发明专利权授予

说明书

技术领域

本发明属于分子生物学技术领域,涉及基于全基因组测序筛选的与南丹瑶鸡体重、体尺相关的SNP分子标记组合及应用。

背景技术

广西具有丰富的地方鸡种质资源,南丹瑶鸡属于肉蛋兼用型品种,原产于广西南丹县的里湖、八圩两个民族乡海拔800-1000米的瑶族村寨中。其皮肤颜色多为白色,少数为乌皮,肌肉颜色多为白色。公鸡羽色以金黄色、棕红色为主,黄黑色次之,母鸡羽色有麻黑色、麻黄色两种单冠直立,冠齿6~8个,喙黑色或石板青色,脸、冠、肉垂均为红色,耳叶红色或蓝绿色。体型紧凑、肉质结实细嫩,具有繁殖性能好、耐粗饲、易饲养、适应性广、抗病力强等特点,瑶鸡肉细味鲜,皮下脂肪少。近年来,南丹瑶鸡的市场需求提升较快,但其育种的进展以及辅助手段仍较为落后。

体重和体尺性状是动物遗传选育中重要的表型性状,与重要经济性状有着密切的关系,也是衡量鸡体健康状况的标志。活体重是肉鸡上市的重要指标,同时,体尺性状(胫围、胫长、体斜长等)作为能够准确反应肉鸡体型外观的量化指标,在遗传选育过程中也具有重要作用。

利用传统的选育方法,国内外已经成功地培育了大量的畜禽品种。但是,传统育种主要凭借育种经验依据表型对后代进行选择,无法对目标基因的基因型进行直接选择,因此,选育耗时长,表型的测量复杂,选择效率和准确性较低。目前,将分子生物学技术应用于育种中,可在分子水平上进行育种,通过分子标记辅助育种或遗传修饰育种(转基因育种),可以大大提高育种的选择效率,缩短选育时间。通过有效利用分子标记辅助育种,可以加快南丹瑶鸡在体重、体尺相关性状上的选育进程,提高生产应用的价值。

在早期关于复杂表型的研究中,主要利用QTL定位(QTL mapping)来寻找表型变异和基因组变异之间的关联。自20世纪90年代,QTL的连锁分析法广泛应用于鸡生长、胴体、肉质等性状的研究中。虽然该方法是一种经典的基因定位方法,但其更适用于单基因疾病或单基因控制性状的遗传研究,所以其对于复杂疾病和遗传力低的性状,检测效果有限,获得的QTL置信区间较大,可能包括数以百计的基因,不利于后续功能基因的精准定位,同时,在不同群体中的可重复性较差。

相比QTL连锁分析的方法,全基因组关联分析(Genome-wide associationstudies,GWAS)具有从整个基因组水平检测SNP和整体分析关联性的特点,不再是单一的考虑个别SNP的关联性,具有结果更加可靠等优点。GWAS最早由Risch等人提出,其概念是应用基因组中数以百万计的单核苷酸多态性(SNP)为分子遗传标记,进行全基因组水平上的对照分析或相关性分析,通过比较发现影响复杂性状的基因变异的一种新策略,目前已经成为畜禽目的性状精细定位强有效的方法之一。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供基于全基因组测序筛选的与南丹瑶鸡体重、体尺相关的SNP分子标记组合。

本发明的另一个目的在于提供上述SNP标记组合的应用。

为了实现本发明目的,本发明提供与南丹瑶鸡体重、体尺相关的SNP分子标记组合,由67个SNP分子标记组成,所述SNP分子标记的编号分别为:chr9_21044686、chr8_5164342、chr9_2733691、chr9_21047652、chr9_20840752、chr2_46543760、chr9_21047249、chr2_46995018、chr1_184746578、chr9_21047752、chr5_27384459、chr5_30019315、chr5_28713715、chr5_30056047、chr5_30023770、chr5_30058121、chr3_55431839、chr3_55207514、chr5_28247099、chr5_30024438、chr1_144634228、chr4_9193875、chr1_144634254、chr1_106245176、chr28_2370505、chr2_138448387、chr2_138095572、chr2_138421008、chr5_36654569、chr26_3160329、chr2_22772737、chr5_37790833、chr2_22774047、chr2_22770703、chr2_22770370、chr1_77968003、chr12_2833747、chr2_65059036、chr2_22774059、chr2_22773852、chr20_2841376、chr1_112528446、chr20_3089800、chr2_27137907、chr2_115715430、chr1_66695366、chr2_27137881、chr2_115850364、chr11_7543175、chr2_111656746、chr2_111676871、chr2_111640608、chr2_111047988、chr2_111674410、chr2_111654068、chr2_111664594、chr2_111656092、chr2_111663073、chr2_112113937、chr2_111663062、chr3_110407908、chr3_110407930、chr12_10633866、chr1_30362574、chr9_20754113、chr2_112111693、chr3_110246950,核苷酸序列分别如SEQ ID NO.1~67所示,它们的信息如表1所示,表1中提供了每个SNP标记前后共200bp的碱基序列,并且在第100bp处存在碱基变异。

本发明还提供所述SNP分子标记组合在南丹瑶鸡分子标记辅助育种中的应用。

本发明还提供所述SNP分子标记组合在制备检测试剂盒中的应用。

本发明还提供利用分子生物学技术检测南丹瑶鸡基因型的方法,包括以下步骤:根据67个SNP分子标记位点两侧翼的核苷酸序列分别设计引物,利用引物对待测南丹瑶鸡材料进行基因分型,从而鉴定待测南丹瑶鸡的基因型。

本发明还提供上述方法在南丹瑶鸡分子标记辅助育种中的应用。

通过以上技术方案,本发明的有益效果如下:

本发明提供的与南丹瑶鸡体重、体尺相关的SNP分子标记组合,可用于南丹瑶鸡的分子标记辅助育种,在早期可以直接在基因组水平上选育个体,不依赖表型信息,可显著提高选择效率,加快育种进程,节省中间饲养费用,提高了育种效率,降低了育种成本,具有广泛的应用前景。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和本质的情况下,对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换,均属于本发明的范围。

下述实施例中使用的动物、仪器、试剂、试剂盒均可由市售得到;

实施例1基于全基因组测序筛选南丹瑶鸡体重、体尺相关SNP分子标记

(1)群体选择及表型收集:在广西大学动物实验基地饲喂南丹瑶鸡至120日龄,停止喂食24小时,参考中华人民共和国农业行业标准NY/T 823-2004测定体重、体尺等相关性状,包括活体重、体斜长、龙骨长、胸深、胸宽、髋宽、胫长、胫围等;最后收集到300只南丹瑶鸡(149只公鸡、151只母鸡)的表型数据。

(2)表型数据整理及分析:利用R软件对步骤(1)收集到的表型数据进行统计和分析,包括最小值、最大值、平均值、标准差、变异系数(CV),结果如表2所示;

表2南丹瑶鸡表型测定数据统计分析

(3)DNA提取及测序:采集试验鸡的血液,参考《分子克隆实验指南IV》中的酚仿法提取基因组DNA,通过紫外分光光度计检测DNA纯度,检测合格后送往北京诺禾致源科技股份有限公司进行全基因组重测序,测序平台为Illumina PE150,重测序的深度在5×以上,对测序下机数据进行过滤并获得有效信息,过滤标准主要有:1)过滤掉含有接头序列的reads;2)当单端测序read中N的含量超过该条read长度比例的10%时,去除此对pairedreads;3)当单端测序read中含有的低质量(<=5)碱基数超过该条read长度比例的50%时,去除此对paired reads。获得有效数据后,对其进行进一步的测序质量评估,检查错误率分布情况。测序错误率及准确度如表3所示。最后获得高质量数据量2999.5Gb。

表3南丹瑶鸡基因组DNA重测序结果统计

(4)基因组数据比对:通过生物信息分析软件BWA、SAMtools对测序获得的基因组数据进行比对及分析;对比参考基因组为鸡的第五版参考基因(GCA_000002315.3)(ftp://ftp.ensembl.org/pub/release-92/fasta/gallus_gallus/dna/),参数“mem -t 4 -k 32-M”;比对结果利用SAMtools软件的rmdup参数执行去除重复;群体样本平均比对率为98.75%,对基因组(排除gap区)的平均测序深度为8.38×,详细信息见表4;

表4南丹瑶鸡基因组数据比对结果统计

(5)SNP质控及过滤:利用SAMtools软件的mpileup模块进行群体SNP检测,检测时通过以下质控得到高质量的SNPs:1)将质量值Q20即测序错误率大于1%的SNPs过滤掉;2)若检测到两个SNP之间距离在5bp之内,将SNP去除;3)SNP的支持数(覆盖深度)需在平均深度的1/3到5倍之间。经过上述步骤,初步得到的10949206个SNP;再利用VCFtools对群体SNP信息进行初步过滤,过滤参数为“-meanDP 5 -thin 10”;转换为PLINK文件格式后,再通过PLINK进一步过滤,过滤参数为“-geno 0.1 -mind 0.1 -maf 0.05 -hwe 1e-6”。最后获得常染色体上的9080580个SNP用于后续的关联分析。

(6)全基因组关联分析(GWAS):利用GCTA软件进行主成分分析,随后利用GEMMA软件结合表型信息及基因组SNP信息进行关联分析,在某一性状内,剔除表型值离散在平均值±3倍标准差外的个体,主成分的前三个值以及性别作为协变量加入混合线性模型中,模型如下:

y=Wa+xβ+u+∈;u~MVN

其中y为表型向量,W为固定效应矩阵,α为固定效应对应的系数向量,x为SNP标记向量,β为SNP标记的效应值,u为随机效应向量,∈为残差,τ

(7)筛选并提取与南丹瑶鸡体重、体尺性状相关的SNP分子标记:利用PLINK的“--indep-pairwise 25 5 0.2”参数获得基因组上独立的SNP位点数(947270),以1/947270作为多重检验阈值。通过R软件提取达到显著关联水平的位点,优选出67个SNP分子标记位点,这些位点的信息如表1所示,它们分别与南丹瑶鸡的体斜长、活体重、胸深、胸宽、髋宽、龙骨长、胫围、胫长相关联,可以用于南丹瑶鸡体重、体尺性状的选育。

在南丹瑶鸡育种时,可以利用上述SNP分子标记,在其两侧翼的核苷酸序列上设计引物,在鸡3-4周龄时采集血液并提取基因组DNA,利用引物对待测南丹瑶鸡材料进行基因分型,保留带有目的性状基因型的个体,可以加快育种速度。

序列表

<110> 广西大学

<120> 基于全基因组测序筛选的与南丹瑶鸡体重、体尺相关的SNP分子标记组合及应用

<130> JC

<160> 67

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 200

<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 1

ttcttcaaca gtgaaaatgc aaaatgttca ttaggaaaac aaagaggctg ttaattgcat 60

gacattactc acttgagtag ttttgcagta tttctgaatr cagctgattt tggacaacca 120

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gcctacaggt acatggaaag 200

<210> 2

<211> 200

<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 2

tgcccacagc tcattacccg tgaccagccc agcccccaac ctttccttca gggcttacgc 60

tgcattttgg taccctggat ggtgctgtgt ggtcatagts gggcagtgat gctggctagc 120

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ctgctggtca cttgcctttc 200

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<211> 200

<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

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<210> 4

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<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

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<210> 5

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<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

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tttacccttt ggattgcatg 200

<210> 6

<211> 200

<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 6

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ttgtaaatga aaggtagaaa 200

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<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

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ccaaaggtaa gcagcttctt 200

<210> 8

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<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

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ggatttcaga gcagaaggga 200

<210> 9

<211> 200

<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

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<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

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tgatgagcag gaagtcctaa 200

<210> 11

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<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 11

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ccagcaggac caggacactg cgtgtagcca gctctgactw tctctgttgc ctcctctagc 120

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tcacaggtgt ggctggaaga 200

<210> 12

<211> 200

<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 12

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tgttacttta ctgcaatgta gctatgacct ttctttgcgy gagatgtgat tgatactttc 120

acagttcctg atgttaaaaa acaggaagac acgaggatcc tatgcaaatt taaggaatta 180

aggcttagtc ctagttaaca 200

<210> 13

<211> 200

<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 13

atgtcaaaag acacttgatt ttcttacaca atattcactt acaatctttt tgtaattcac 60

aaataggaca agaaaggtat acgaaaagga tctcactggm ctgtttcacg tgctgttatt 120

ctttatgaat tccatcctgc tacgtgagat tctcagcctt gcaacaccca ttagtcaaac 180

atagcagagt accacttaaa 200

<210> 14

<211> 200

<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 14

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gtttgttagc tggatggcat gtagagaaat tgcttggatk agagagagag cgtgaaagaa 120

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tataaaaaga aatgttctgg 200

<210> 15

<211> 200

<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 15

tttttgtcag ttactgagaa agacgagaat gcagcaggag gaaaatactg ttgtgcagac 60

aagagaaacg attcaaaatg caataccgag aaaggaaagw ataaacgaac aaaatccgta 120

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gcctcggccg aagcagcgtt 200

<210> 16

<211> 200

<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 16

acttctttac agtacccgtg aagtcttcac agtagcagga aaagctatgt agagggatga 60

tgcatatgca tagggaagcc ctgaaacatc acgtaagccy cttcagcctc aggtcggagg 120

gagtatattc cgatcagctg aggatctggg gatactcaga agataccttc agaactagga 180

atgaatttca tttcatgtat 200

<210> 17

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<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 17

atgttcagca agcatcagtg aatatcagtg ggtgccattt ctttccacat ggaggaattc 60

agtgacacgt ttgcttcata aacacttcca tgtcaggtgy cattctgtca gactgcccct 120

ctgctgccat ctgtctcaca gcaacaacat gtaaaggaat attggtggga aggtttaacc 180

tctactgcca tgccaccaac 200

<210> 18

<211> 200

<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 18

tgtgtctgtg gaagctgaag ttctcagctg ggtgcagagt gccctctgtc gtcttctgtt 60

gccttttcat ggcctgccag cagaactgca ggtgctattr aaagatgtaa ctacacagaa 120

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tccataaatt cagtggagag 200

<210> 19

<211> 200

<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 19

ttttgttgtc tcccttccag ctaggctgcc agcaccaatg gcacggacca agtgagagca 60

aattgcagag tggcaggagg ttgtagcttt tgagcaaagk ggaagcatca aaacataacc 120

actgcgggga aacctgtccc agcgtcttgc ataggagcct gctgttcaga tgcagttacg 180

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<210> 20

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<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

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ttccaagcca aaactacgta taacagcatc actttagggg agaagacaaa cgtaacctgt 60

cccattatca ttatctcatt gcattattaa ctgtggaack gaaaccatga taatttagaa 120

tgtgattaca aataagtaag aaataagtaa aaagccctct ggcttttcag atcctaagtt 180

cttcaggcac tttctttatt 200

<210> 21

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<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 21

acatcttccc tcatcacctc cttgaatatc tgtgctagca atttgtcacc agtgtacttc 60

agaaacctcc ttcagaaact ctgctgtatt gcccccccar gcacatatca gcatagttaa 120

atccctccat gagggccagg gcctgaaaat gtaaggcttc tttcaattgt ctgaagtcct 180

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<210> 22

<211> 200

<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 22

atgtgatatt tgaattgact aatacatcac ttcagtaaag tgcaaaaatc agatcaaccc 60

acatcttgtt tatttacatt gccatcttta atttgtcaty agttatatgg agcagtaaag 120

cttttagtgc aaaatatttt aactgaatgg gtagtatttt agattaatat catgttttgt 180

ggtgtttttt tttttaaagc 200

<210> 23

<211> 200

<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 23

tatctgtgct agcaatttgt caccagtgta cttcagaaac ctccttcaga aactctgctg 60

tattgccccc ccaagcacat atcagcatag ttaaatcccw ccatgagggc cagggcctga 120

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<210> 24

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tgagcacagc actgaactca acctactaca aggtgcacgy tgaaggattt tgctccacca 120

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tcctgttcta ggccagagca 200

<210> 25

<211> 200

<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 25

ttccccatca cccccccccc caacccccct ccatggggct ccagatcccc aaagaaatca 60

ttgcagctgc acaaatagtg attaataaat cctgcttccy ccatcaaggg aggaaatctt 120

tattcatatg tatcctataa actaattttt gcatctttgc aataaatcca tctcccagcc 180

accagctctg ctctgccttc 200

<210> 26

<211> 200

<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

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cataaagtgg cttgggttgg aagagacctc aaggatcatc aagttccaac tcccttctgc 60

aggcagggtt gccaaccact agatcaagta ctagatcagk gccagggccc tatccaactt 120

ggcctttaac gcctccagag tattttccat gagacccatc atttaggtag ggcaagcaag 180

agactaccag gccagcccca 200

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<213> Gallus gallus domesticus

<400> 27

agcagtatta taggttggaa tgctgtttac aggtatcagg actttgggga tcaggtttga 60

gttctgtgga gctgtaacag ctgttataac ctgtgccacy ccaggctgaa tcactggggt 120

cacaaccgta ctacctacat cggctgcact gcaaacaacc gaatggctcg ctttggactc 180

agaaactgcc ggtggtgggt 200

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<213> Gallus gallus domesticus

<400> 28

aagagtggct gtagtgttta cgggattcat ggcagaaaac agccacatga tggagaacag 60

ccctaggggc agtttcctaa ctatggagat gttacagagy agctttgcat acagtttaag 120

tttaaggctt catccaaact aatcaaaacc agtgagtatc ttttcacaga ctgaacaggc 180

tttggatttt ggcttattca 200

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<212> DNA

<213> Gallus gallus domesticus

<400> 29

ttgggtctgg tacatttaca actgaagggc agaaaatgtc ttagcactac ttatttgttg 60

ttaaaatgtg aagagtgaca caccgcaaaa aaataataay aactaatgtc tgaggaaaac 120

atgctgtcaa gattcagaaa gttcacaaga aagctgttct actcggtgtg gcattttaaa 180

caaaagatct tcttctcttc 200

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<213> Gallus gallus domesticus

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gagagctcag cactgcagga gccacccact gggactcaca gccctacaac caggcagcag 60

ttctgcctca ggaagggtct ccatgtgtaa aggcttaack tcccccgcaa cccacttatc 120

ctgagactga agtcttactg aactctaagc acttcgacca actttaacca cagtattgta 180

gaagaaaatg aacaaaatac 200

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<400> 31

aataaatagt ggaatcccaa agttcttttg caagactcca acttgtattt tgaacttcac 60

actataaatt catctcaatt tgctgctttt aagtagctgy ttctcaaggc ccttgtagta 120

tggctttgtc atttaaattg tattgatttt ggttttttac acctctcagt gttgtcattt 180

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<400> 32

gattttaagc ctggattacc ctaatgcttt cttatcaata gatcattaag cctgtttgaa 60

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gaaaagtgtc ttgcatggag aatctacata tgggtaagct gcaataacaa tgaatcaggt 60

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gctacaaata atggaaatct acttgactag acatgagatt aaaaaaactg aaactaccct 60

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ggacacagtc tttattcatt catatatgcc cagtcttcac gcccacaaac cctgatgggc 180

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tttttttttt acctaaatat attacttggt tatgctttgt agaaacaaga ttaatgcaaa 60

tagctcaata ttatctgggc tgagacaaga caagcagaty gccagtctat ctccccacta 120

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<400> 36

agtgggtccc cagtggtgtg gcctacttgc atcttggggg tttttattgg aggttggggg 60

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<400> 37

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cccatccagc ctggcttgaa tgtctccagg gatggagctt tcatcacctc tctgggcaac 60

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atctctctgg ttttagttgg aaaccatttc cccttgtcct atcacaacag atcccgctga 180

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gcatggagaa tctacatatg ggtaagctgc aataacaatg aatcaggtag taccacttct 60

ccagaagaga gcagttcaac agtacaataa aaatgttaay ggagctggac tgaccaactt 120

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tagctggact gaagcaaaac ttcaggagct ctataccaca aagtaacaac ctgtaaaaca 60

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ttgctgtgtg tggaaacttg tgctggtttc tgaagtggtt aattctgcag gacagaaggc 60

cacgcttctg tgtgatgtgg tgatgaagtg agatgtagcr tcctacagct tgggatttgc 120

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cttccatggg gctttcccca 200

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tgccagcacc tcaccaccct ctggggaaag aatttcctcc cagcatctaa actaaatctt 60

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gtgtcattaa ttatttaact ttaccatagg cctaatttgt tgtgtagtgg aacaagtgga 60

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aatccttagg gtagaaatgg tctggatggc ctctgaaggc ctctgaaggc catctagtcc 60

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cattaaaatc acattacagc tacccttgtt gtctcttaga catgtataac gttaaaaaag 60

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cttgactgac gtcccttcca acccaagcca ttgtatggtt ctatgaatat attccaaata 60

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ctacagataa atcccagaag tatccaaact tctgccttca aacctcagac atctcttata 60

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<213> Gallus gallus domesticus

<400> 49

gtaagttata tctccctctc ccccagctca gctctagttc ttccaccttc atgaaaacta 60

gagaattcag tagctccata atacatgatt gaggtactty gcagagaagg cctgagttca 120

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caatccaagc gccttttaga ctctttcagt gttggtacct tcttccagat gccagaaaaa 60

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tatctgtgcc gcgcgtgtct gagaaaacgg cgcggagccc gtggggaaat atcccggtgg 60

gttacgggct gacagaacct tagggttgaa gaacaccggy gacaagtggc tttctgcgtg 120

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