与刺参生长性状体壁系数相关的SNP分子标记及检测方法和应用

本发明属于水产动物分子生物学与遗传育种，具体涉及一种与刺参生长性状体壁系数相关的snp分子标记及检测方法和应用。

背景技术：

1、刺参（

apostichopus japonicus）是我国重要的海水养殖经济物种，具有极高的经济价值和营养价值。生长性状是水产养殖育种中的关键经济性状，直接影响养殖效益。传统的基于表型选择的育种方法周期长、效率低，且易受环境因素干扰。生长是一个复杂的过程，指的是随着时间推移，生物体体型大小的变化过程。生长差异不仅存在于同一物种的不同物种、品系或种群之间，还体现在同一群体内的个体之间。从遗传内因来看，依托遗传变异统计与种质基因研究，可为培育生长性能优良的刺参品系奠定理论基础。刺参的生长受遗传因素的影响，其早期生长发育阶段已表现出较大的加性遗传方差。对刺参不同发育阶段的研究发现，耳状幼体阶段的体长生长性状遗传力为0.29，稚参阶段上升至0.49，均属于中度遗传力范围，表明体长生长性状在加性效应控制下，对刺参进行选择育种具有较大的遗传改良潜力。对9月龄全同胞刺参苗种的遗传力评估进一步显示，体长遗传力高达0.86，体重遗传力为0.46，均达到极显著水平（p<0.01），再次证实刺参生长性状受显著的加性遗传效应控制。基于微卫星标记技术对刺参群体遗传结构及与经济性状的相关性研究发现，多个微卫星位点与刺参体长、体积、体质量等生长性状显著相关，为刺参生长性状的分子标记辅助育种提供了早期探索。随着测序技术的发展，全基因组层面的遗传解析成为可能，已有研究通过对271份同龄刺参样本进行全基因组关联分析，发现刺参群体的生长变异系数超过50%，隔离养殖实验进一步证实了遗传因素对生长差异的主导作用，该研究共鉴定出3个与生长显著相关的snp位点。

2、刺参个体生长差异会导致同家系刺参体型不均，延缓集约化养殖的发展，影响整体经济效益。在限定食物资源条件下，随着养殖密度的增大，刺参个体生长变异随之增大，特定生长率显著降低，同时摄食率、食物转化率以及摄食能用于生长的比例均呈下降趋势。生长差异往往伴随着群体健康状态的分化，个体较小的刺参因能量更多用于基础呼吸代谢而非生长，其抗逆能力相对较弱，增加了疾病感染风险。研究表明，刺参在相同养殖条件下常表现出显著的个体生长差异，这种差异不仅影响群体均匀度，还与个体的健康状况密切相关。通过转录组分析发现，在同一家系中，最小个体与最大个体之间存在大量差异表达基因，其中所有热休克蛋白基因均在最小个体中显著上调，atp结合盒转运蛋白、多药耐药蛋白和β-内酰胺酶等防御相关基因在最小个体中也呈现相同的上调趋势，表明生长缓慢的个体在生长过程中承受着更大的环境压力，这种压力可能使其更易感疾病。另一研究表明，从同一育种群体养殖一年后，正常生长个体平均体重可达38.02±3.36 g，而生长迟缓个体平均体重仅为2.02±0.36 g，二者差异极为显著。因此，系统解析刺参个体生长差异的形成机制，对于优化养殖管理、选育优良品系具有重要意义。

3、随着全基因组重测序及全基因组关联分析（gwas）技术的发展，利用分子标记进行辅助育种成为可能。刺参生长属于典型的数量性状，受多基因控制和环境因素共同影响，目前关于刺参生长性状（如体重、体壁重及体壁系数等）相关的功能性分子标记仍然匮乏，难以满足高效精准育种的需求。刺参生长性状具有多维度特征，单一指标（如体重、体壁重）无法全面反映其生长性能和商品价值，刺参体壁重直接决定了可食用部分的产量，但刺参除体壁外，还包含体腔液、肠道、呼吸树及生殖腺等非商品性组织，其总体重易受生理状态，如体腔液充盈度、性腺发育周期干扰。因此，仅依据总体重或体壁重进行选育，无法有效区分因内脏团发达导致的高体重个体与因体壁肥厚导致的高价值个体，存在选育偏差风险。而体壁系数（体壁湿重与总体湿重的比值）是衡量经济价值的重要指标，一定程度上影响了加工后商品参出皮率。刺参体壁富含胶原蛋白、黏多糖等活性物质，是营养价值和药用价值的主要载体。体壁系数的高低直接决定了每单位体重中可食用、高价值部分的产出比例。在鲜参交易中，出皮率是计价的核心依据，出皮率越高，单价越贵。反映体壁营养物质的积累效率：体壁系数不仅是一个数量性状，也在一定程度上反映了体壁组织的发育程度与物质积累水平。研究表明，体壁的胶原蛋白含量等品质性状与体壁的占比存在关联。因此，针对体壁系数的遗传改良，其本质是在提升产量的同时兼顾品质。‌‌因此，挖掘与刺参体壁系数显著相关的单核苷酸多态性（snp）位点，开发可用于经济性状选育的分子标记，具有重要的应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种与刺参生长性状体壁系数相关的snp分子标记及检测方法和应用。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种与刺参生长性状体壁系数相关的snp分子标记，与刺参生长性状体壁系数（bwi）相关的snp分子标记位于pol基因内含子区域。

4、所述snp分子标记位于chr23:5794155，（基因组版本：https://www.nature.com/articles/s41597-023-02368-9）该位点的碱基为t或a。

5、所述snp分子标记位于chr23:5794155位点，基因型为杂合基因型ta或纯和基因型tt。

6、一种所述snp分子标记的应用，所述snp分子标记在刺参分子标记辅助育种中的应用。

7、所述snp分子标记在刺参池塘培育阶段体壁系数预测或亲参筛选中的应用。

8、所述snp分子标记在筛选体壁系数高的刺参成熟亲参个体，该个体可作为育种亲本；并可对刺参生长性能、出皮率进行早期预测和分级、刺参种质资源的遗传多样性评估。

9、一种检测所述snp分子标记的引物，所述引物为正向引物如seq id no:1所示（5'-cagcattcccatatacagttgg-3'），反向引物如seq id no:2所示（5'-gttgcactcattggcatctg-3'）。

10、一种所述引物的应用，所述引物在刺参分子标记辅助育种中的应用。

11、所述引物在刺参池塘培育阶段体壁系数预测或亲参筛选中的应用。

12、所述引物在筛选体壁系数高的刺参成熟亲参个体，该个体可作为育种亲本；并可对刺参生长性能如出皮率的早期预测和分级、刺参种质资源的遗传多样性评估。

13、一种刺参体壁系数的评估方法，提取待检测刺参基因组dna；利用所述的引物进行pcr扩增；对扩增产物进行sanger测序和snp分型；通过判断snp位点的基因型，即可对待检测个体体壁系数表型性状进行判定。

14、进一步的说，使用通用型基因组dna提取试剂盒提取刺参体壁组织样本dna，以获得的基因组dna作为模板，进行pcr扩增，pcr扩增反应总体系为25 μl，包括：模板dna 1 μl，上下游引物各1 μl，dntp mix1 μl，10×taq buffer（含mg2+）2.5 μl，taq酶（5 u/μl）0.2 μl，加ddh2o补至25 μl，反应条件如下表（表1）。

15、表1 pcr反应条件

16、

17、pcr产物取5 μl 1%琼脂糖凝胶电泳，电泳参数：150 v，100 ma，对目的pcr条带切胶回收，纯化后的pcr产物在生工生物工程（上海）股份有限公司，使用3730xl测序仪进行sanger测序，测序结果使用chromas软件查看峰图。

18、使用琼脂糖凝胶电泳和agilent 5400仪器检测浓度、纯度和完整度，确保浓度>50μg/ml，od260/od280比值为1.7-1.9。

19、所述判断待检测个体体壁系数为通过判断snp位点chr23:5794155（t>a）的基因型，基因型为杂合基因型ta或纯和基因型tt为优势个体；其中，杂合基因型ta个体体壁系数优于纯和基因型tt个体。

20、有益效果：与现有技术相比，本发明首次提供了与刺参体壁系数等关键经济性状显著相关的snp分子标记（chr23:5794155），该标记位于pol基因内含子区域，利用该分子标记进行辅助育种，可在幼参阶段进行早期选择，显著缩短育种周期，提高选育效率，具有重要的应用前景和经济价值。本发明将有助于刺参养殖企业的育种方案优化和生产规划，为刺参种质资源的开发和优良品种的选育提供了宝贵的遗传资源和理论依据。