马亲子鉴定概述
2018-01-16顾京晶
顾京晶
(湖南农业大学动物科技学院/禽畜遗传改良湖南省重点实验室,湖南 长沙 410128)
马的许多特性是高度遗传的,马主们认为马的后代的特质很大程度上与其父母相关,所以马的谱系对于很多马主和购马者而言是十分重要的。
1 概述
20世纪60年代,人们通过血液遗传检测的方式进行马亲子鉴定,研究人员模拟人的血型检测进行马亲子鉴定研究,最终发现8个遗传系统的34个遗传因子;后来加入对于蛋白质和酶的研究,科研人员共发现了16个遗传系统的82个遗传因子[1]。而实验室通常选取12~15个遗传系统进行血液遗传检测。现如今使用DNA进行亲子鉴定已经取代了传统的血液分型方式。
2 DNA检测
使用DNA检测可以大幅度降低收集、运送和储藏检测样品的成本,DNA检测并不一定需要从血液样本中提取DNA,它可以从任何组织中进行提取。如带毛囊的毛发,无需进行冷冻或冷藏即可长时间保存马的DNA。随着马参考基因组的完成,人们可以对马进行便宜、快速、可重复的亲子鉴定检测。人们对亲子鉴定的一个误区是通过亲子鉴定可以确定幼驹是某两匹成马的后代,其实这样的理解是不对的。事实上,亲子鉴定由于所研究遗传标记的数目有限,所以亲子鉴定实际表达的意思是排除不是亲子关系的可能性,而不能百分百确认亲子的关系。
3 微卫星标记
现今马的亲子鉴定通常通过微卫星的DNA标记分型来进行。微卫星标记是一系列DNA短重复序列的总称,这些重复不会发生在基因本身,而普遍存在于基因间区,且具有较高的遗传变异多态性。20世纪90年代研究人员发掘了一系列马的微卫星标记,后经国际认定使用12对微卫星标记AHT4、ASB17、ASB23、HMS3、HMS6、ASB2、HMS7、HTG10、HMS2、AHT5、VLH20以及HTG4用于对马的基础亲子鉴定检测,当12对微卫星无法推测亲子关系的时候,可以额外增加到17对或22对微卫星标记[2]。
举例说明,如有公马A和公马B,一匹母马C,一匹幼驹D,如何通过微卫星分型方式来进行亲子鉴定。假定在AHT4位点,公马A的杂合等位基因为L和Q,公马B的杂合等位基因为L和M,母马C的杂合等位基因为K和Q,幼驹的杂合等位基因为K和M,基于进行亲子鉴定的基本原则,幼驹的遗传因子要来自父母其中的一方。基于此例,幼驹的K等位基因来自于母马,幼驹的M等位基因来自于公马B。因此通过对微卫星位点AHT4的检测,可以排除公马A是幼驹D父亲的可能性。再举一个例子,比如说在HTG6这个微卫星位点,公马A的杂合的等位基因为L和P,公马B的杂合等位基因为K和L,母马C的杂合等位基因为K和P,幼驹的杂合等位基因为K和L,同样的,幼驹的遗传因子至少来自父母的一方。公马A包含有等位基因L,公马B包含有等位基因K和L,母马C包含有等位基因K,所以,通过HTG6这个微卫星位点无法排除哪匹马不是它的父母。鉴于此,通常推荐至少使用上述所推荐的12对微卫星标记对马进行亲子鉴定检测,如果这12对微卫星标记依然无法区分的话,可以通过增加微卫星标记到17对或更多进行进一步鉴定。
4 SNP技术
微卫星检测通常有以下几种情形会增加区分的难度或难以区分。如同一个受精卵分裂成的两个胚胎,双胞胎(两个精子配两个卵子),通过分裂胚胎进行的克隆,或者是血液嵌合体。当然,除了微卫星标记进行亲子鉴定之外,还可以使用马的高密度基因芯片对马进行亲子鉴定,一个马的芯片包含了70 000个SNP位点,它可以更加精准的对马匹进行亲子鉴定。可现今的主要问题在于,马的微卫星检测成本大概是马的芯片检测成本的1/10,而微卫星检测已经能从统计学上较为精确的进行亲子鉴定工作。此外通过微卫星标记进行的亲子鉴定的大量数据已经存储在了国际数据库中,后续可以通过分析现存的数据进行比较,而芯片数据还无法做到这一点。
随着芯片价格的进一步降低以及测序成本的进一步降低,期望将来可以通过更大规模的SNP位点的研究对马进行更加快速精准的亲子鉴定研究。