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全球首款丨家驴基因检测和品种选育产品——家驴一号液相芯片研发成功

全球首款丨家驴基因检测和品种选育产品——家驴一号液相芯片研发成功 博瑞迪生物
2023-03-30
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导读:“家驴一号”是具有国内完全自主知识产权的“中国芯”,该产品可为中国家驴种源鉴别、资源保护、血统鉴定、亲子鉴定、分子标记辅助育种和全基因组选择育种提供高效、低价的应用工具。

研发背景



驴产业在我国特色畜牧产业中占有重要地位,也是我国在全球范围内最具优势的畜牧产业之一。驴素有浑身是“宝”的美誉,驴肉口感佳、风味独特且药用价值高,驴皮是阿胶原料,长期食用可改善体内钙平衡且能增强机体免疫功能,而驴奶营养丰富且接近母乳,也受到广大消费者的喜爱。驴作为特色的大型畜种,除经济价值高外,还具有耐粗饲、抗病性强、易饲养等独特优势,使得驴产业可迎合当前绿色生态文明建设的契机。大力发展特色驴产业不仅符合乡村振兴战略中产业兴旺的要求,也是巩固拓展脱贫攻坚成果的有力抓手,其产业培育和推广具有重要的时代价值和发展潜力。
但目前,缺乏专门化的皮、肉、奶品种,通过常规技术较难快速改变该育种现状等是制约驴产业发展的关键问题。因此,驴产业亟需借助分子标记辅助或全基因组选择的方法开展前沿育种技术研究,加快品种选育、助力优势品种培育。

成果简介



“家驴一号”全球首款家驴基因组检测液相芯片由西北农林科技大学动物科技学院党瑞华课题组联合青岛农业大学孙玉江教授团队和博瑞迪生物技术有限公司联合研发。该芯片是基于党瑞华和孙玉江博士团队长期积累的国内外驴种性状测定和全基因组数据设计,结合博瑞迪GBTS技术体系中的GenoBaits®技术,创制出的具有国内完全自主知识产权的“中国芯”!
该产品的发布可为中国家驴种源鉴别、资源保护、血统鉴定、亲子鉴定、分子标记辅助育种和全基因组选择育种提供高效、低价的应用工具,其相关研究成果也将为中国家驴专门化品种选育工作提供有力的技术支撑和指导依据。

产品特点及优势



1. 国际上首款家驴基因检测和品种选育产品



众所周知,国内肉驴市场潜力大,驴肉和驴皮供不应求。但养殖端效益并不高的一个重要原因是缺乏专门化驴品种。为解决传统育种周期长的痛点,充分利用我国丰富的家驴品种资源,“家驴一号”利用基因组选择技术,可在选育早期评估种驴的育种值,帮助牧场做出正确育种决策。本产品是全球首款家驴基因检测和品种选育产品,将为驴品种鉴定、资源保护、本品种选育等工作提供有效的辅助。

2.位点丰富,品种适用广



芯片设计基于中国家驴16个品种包括西藏驴、云南驴、淮北灰驴、新疆驴、吐鲁番驴、和田青驴、泌阳驴、德州驴、滚沙驴、关中驴、佳米驴、庆阳驴、凉州驴、太行驴、广灵驴、库伦驴共165头,国外驴品种82头(吉尔吉斯斯坦驴7头、肯尼亚驴17头、尼日利亚驴6头、埃及驴8头、埃塞俄比亚驴10头、西班牙驴18头、伊朗驴8头、澳大利亚驴8头)及野驴7头的全基因组测序结果,包含品种多,筛选获得共45,894个SNP位点,适用性广。

3. 成本低、效果好、应用广



芯片共有45,894个SNP标记,均匀分布在全基因组范围,能在低成本的基础上,有效地捕获因果突变及连锁单倍型。在早期选育阶段,可利用先验GWAS结果,提高基因组选育工作的进展,制定合理的选配策略。另外,芯片密度可以灵活调整,随时补充位点。

SNP检出率是衡量芯片质量的重要指标,一般用常染色体和X染色体的位点进行衡量。经样本测试,“家驴一号”的SNP平均检出率为98.5%-99.1%,均超出95%的标准检出率,表明“家驴一号”的基因型检测质量良好。

△图1 SNP在不同染色体的分布情况

此外,应用家驴一号的SNP位点集合开展的驴群体遗传结构分析,可清晰的将中国家驴与外国驴品种区分开,表明该产品适用于驴群体遗传多样性研究和分析。

2:基于重测序数据的群体PCA分布图
图3:基于目标区段内全部位点的群体PCA分布图

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