2023-11-09 18:32:42 安小鵬
我國奶山羊養(yǎng)殖業(yè)存在系譜混亂，近交衰退，乳房形狀差、產(chǎn)奶量低等產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的難題，而優(yōu)質(zhì)的薩能奶山羊原種群及核心育種技術(shù)一直被國外奶山羊育種公司壟斷，我國無法進(jìn)口。
為了破解奶山羊產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展缺乏良種的“卡脖子”問題，西北農(nóng)林科技大學(xué)奶羊產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)依托國家“948”項(xiàng)目、陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、陜西省奶羊產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、陜西省奶山羊養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心，采用級(jí)進(jìn)雜交與功能基因選擇相結(jié)合的現(xiàn)代分子育種新技術(shù)，培育適用集約化生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)奶山羊新品種，支撐我國奶山羊產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
在奶羊體系首席專家，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人曹斌云教授的規(guī)劃下，芯片技術(shù)負(fù)責(zé)人安小鵬研究員與北京康普森農(nóng)業(yè)科技有限公司聯(lián)合開發(fā)了適合國內(nèi)外奶山羊品種的中低密度育種芯片—“奶山羊20K育種液相芯片和5K選育液相芯片”。該芯片利用康普森CAGT?靶向捕獲測序技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基因組目標(biāo)區(qū)域高效、精準(zhǔn)、靈活、低成本定制基因芯片。適用于奶山羊品種血統(tǒng)鑒別、品種保護(hù)、親子鑒定以及組建奶山羊功能標(biāo)記數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分子標(biāo)記輔助育種和全基因組選擇育種，為奶山羊品種選育工作提供有力的技術(shù)支撐和指導(dǎo)依據(jù)。
奶山羊 20K 育種液相芯片 —— 奶山羊 5K 選育液相芯片
奶山羊20K育種液相芯片
奶山羊20K育種液相芯片位點(diǎn)來源于3個(gè)奶山羊品種的測序數(shù)據(jù)，從中篩選出個(gè)體間多態(tài)的位點(diǎn)，結(jié)合前期研究中已經(jīng)鑒定的重要經(jīng)濟(jì)性狀關(guān)鍵候選基因標(biāo)記，共計(jì)20000個(gè)位點(diǎn)，具有填充位點(diǎn)分布均勻、功能位點(diǎn)豐富、檢測成本低等優(yōu)勢。
“奶山羊20K育種液相芯片”特點(diǎn)及優(yōu)勢
1.變異信息豐富
芯片位點(diǎn)來源于奶山羊樣本的測序數(shù)據(jù)，從中篩選獲得20000個(gè)在29條染色體上分布均勻的SNP，并且保留的SNP為高頻變異。
圖1 SNP染色體密度分布圖
2.功能位點(diǎn)豐富
奶山羊20K育種液相芯片涵蓋了山羊產(chǎn)奶、奶品質(zhì)、乳房形態(tài)相關(guān)以及生長、繁殖相關(guān)性狀的5963個(gè)功能位點(diǎn)，促進(jìn)對(duì)應(yīng)性狀育種進(jìn)展。
奶山羊5K選育液相芯片
5K選育液相芯片是在20k芯片的基礎(chǔ)上開發(fā)的5k低密度功能芯片，融合了經(jīng)選擇信號(hào)和GWAS分析鑒定到的2632個(gè)與奶山羊重要經(jīng)濟(jì)性狀顯著關(guān)聯(lián)的功能SNP位點(diǎn)，涵蓋了產(chǎn)奶量、乳蛋白量、乳脂率、乳房形狀、繁殖、毛色等功能位點(diǎn)，這些位點(diǎn)的加入將促進(jìn)對(duì)應(yīng)性狀育種進(jìn)展。
“奶山羊5K選育液相芯片”特點(diǎn)及優(yōu)勢
1.產(chǎn)奶相關(guān)位點(diǎn)豐富-是育種的得力助手
該芯片包含了多個(gè)與重要性狀相關(guān)的功能位點(diǎn)，結(jié)合奶羊團(tuán)隊(duì)多年來數(shù)據(jù)積累，對(duì)奶山羊核心育種群體進(jìn)行GWAS分析，篩選到產(chǎn)奶量、乳蛋白量、乳脂量、產(chǎn)羔數(shù)、乳房形態(tài)、毛色等多個(gè)性狀功能基因和位點(diǎn)，可用于分子標(biāo)記輔助育種，在羊羔時(shí)期進(jìn)行早期選留和淘汰。
圖3 產(chǎn)奶性狀曼哈頓圖
圖4 產(chǎn)羔性狀曼哈頓圖
2.檢測成本低，性價(jià)比高
基于國產(chǎn)化設(shè)計(jì)、檢測和分析流程，大大降低分型成本，采用自動(dòng)化檢測流程，提升檢測通量和穩(wěn)定性。
3.靈活性高
基于探針雜交靶向捕獲測序技術(shù)，可以根據(jù)需求增加標(biāo)記位點(diǎn)，升級(jí)芯片及擴(kuò)展應(yīng)用場景靈活。
“奶山羊5K選育液相芯片”數(shù)據(jù)表現(xiàn)
圖5 芯片位點(diǎn)在染色體上的分布圖
圖6 芯片位點(diǎn)MAF分布
圖7 位點(diǎn)注釋情況
圖8樣本檢出率分布圖
不同樣本中平均測序深度5x以上的樣本檢出率達(dá)到了99.79%。
圖9 重復(fù)樣本分型一致性
通過對(duì)3組重復(fù)樣本進(jìn)行分型，顯示平均一致率達(dá)99.72%。
產(chǎn)品應(yīng)用方向
奶山羊全基因組選擇育種
奶山羊新品種培育
奶山羊群體家系構(gòu)建及系譜梳理
奶山羊保種分析
奶山羊親子鑒定
研究團(tuán)隊(duì)介紹
西北農(nóng)林科技大學(xué)奶羊產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)人：曹斌云，成員：宋宇軒，安小鵬，李廣，張磊，袁昊。團(tuán)隊(duì)主要致力于奶羊遺傳繁育、精準(zhǔn)營養(yǎng)等方面的研究，主持國家和省部級(jí)科研項(xiàng)目30項(xiàng)，獲批省部級(jí)科技成果獎(jiǎng)12項(xiàng)，在國內(nèi)外發(fā)表學(xué)術(shù)論文200多篇，授權(quán)國家發(fā)明專利16件。
北京康普森農(nóng)業(yè)科技有限公司
為北京康普森生物技術(shù)有限公司的全資子公司，是一家專注于分子育種服務(wù)的國家高新技術(shù)企業(yè)，致力于利用基因科技和大數(shù)據(jù)賦能中國種業(yè)，為客戶提供引種、育種、保種等多角度、全方位的種質(zhì)資源優(yōu)化解決方案。公司主要服務(wù)內(nèi)容為個(gè)性化育種方案和選配策略制定，全基因組選擇育種、品種鑒定、親緣關(guān)系鑒定、功能基因檢測、群體結(jié)構(gòu)評(píng)估、地方遺傳資源品種保護(hù)、地理標(biāo)識(shí)產(chǎn)品開發(fā)等。
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