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基因組測序 簡化基因組測序 遺傳圖譜/QTL

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遺傳圖譜是指某一物種的染色體圖譜,也稱為遺傳連鎖圖譜,它是以基因或者遺傳標記之間的連鎖和重組交換值構建的圖譜,顯示所知的基因或者遺傳標記的相對位置。遺傳圖譜圖距單位為厘摩(cM),通常1%的交換值為1cM的長度。

利用簡化基因組技術(RADGBS)構建遺傳圖譜的最大優勢在其可以在沒有參考基因組序列信息的情況下獲得大量的遺傳突變信息。與傳統的遺傳圖譜構建方法相比,簡化基因組可以獲得的遺傳標記的數目更多,圖譜的密度更大,根據遺傳圖譜進行性狀定位更加精確,目前已經廣泛應用在動植物基因組研究中。

適用范圍:

發生性狀分離的動植物遺傳家系群體;

建議樣本數:F1≥150;F2、BC1、RIL、DH≥100

技術優勢:

快速精準高效的解析基因組之間的差異,獲得廣泛的分子標記;

快速高效:僅僅45個工作日即可完成全部分析內容,快速解析群體遺傳學的相關信息;

精準分析:10年以上項目經驗的專業分析人員深入解析,精確解決科研過程中的各個問題。

技術流程

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簡化基因組建庫及測序流程


簡化基因組遺傳圖譜分析流程


分析內容

解決問題

核心軟件

變異檢測

準確定位變異位點

Stacks/pyRAD

遺傳圖譜構建

構建遺傳圖譜和評估

Rqtl/JoinMap/IciMapping/MajorMap(In?house)

QTL定位

進行復雜數量性狀進行定位

Rqtl/MapQTL/WinQTLcart/IciMapping



測序技術

推薦測序量

實驗周期

RAD

親本:5~10×;

F1F2BC12×;

RILDH:≥1×

45個工作日

GBS

親本Tag覆蓋度≥20×,子代Tag覆蓋度≥10×


案例一:RAD-seq構建瓠瓜遺傳圖譜

分別對瓠瓜F2群體(139個樣本)和自然群體(80個樣本)進行了RAD-seq測序,獲得的2,084個高質量SNPs構建了高密度遺傳連鎖圖譜,圖譜總長度為1,361cM。另外,還對其中一個親本進行低深度(~8.9×)的全基因組測序,共組裝獲得了309,756scaffold>200bp),scaffold總長度約306Mb,預測出23,113個基因。最后,通過BLASTN922scaffold錨定到遺傳圖譜上,并進行了相關近緣物種的共線性分析,結果顯示幾種瓜(瓠瓜、黃瓜、西瓜和甜瓜)之間的共線性關系較好(圖1和圖2)。

1 基因組Scaffold錨定到11連鎖群 2 瓠瓜分別與黃瓜、西瓜和甜瓜的共線性分析

對測序深度適中的66個自然群體個體進行了基于NJNeighbor-joining)法的進化樹構建,所有樣本被分成兩大類群subRsubL,分別代表了圓形和長條形瓠瓜(圖3。對subRsubL亞群進行FST計算,在連鎖群LG7上發現了顯著性的FST Outlier區域,進一步分析發現該區域存在OVATE的同源基因LX2975,研究表明OVATE基因在番茄和辣椒中可以增長果實的形狀(圖4)。

3 Neighbor-joining法構建的系統發育樹


4 HoFST和r2在連鎖群中的分布情況

案例二:RAD-seq構建海帶遺傳圖譜

本研究利用簡化基因組測序技術獲得的4,994個高質量RAD loci構建了31個海帶連鎖群,連鎖圖譜總長度為1,782.75cMRAD loci之間最長為14.97cM,平均為0.36cM,表明海帶基因組中有很長的重組缺失區域(圖1)。不同子代克隆的RAD位點不同,研究發現有21.6%RAD位點在子代克隆中存在缺失現象。利用2個親本的雙端測序數據,將4,992RAD loci延長,在延長的RAD loci中,共找到99SSR標記,這些SRR標記被成功地定位到了連鎖圖譜中。在2號連鎖群中,定位到1個性別決定位點,該區域長度為9.0cM(圖2)。

1 海帶高密度的連鎖圖譜


2 性別相關位點在2號連鎖群上的位置

參考文獻

[1] Xu P, Xu S, Wu X, et al. Population genomic analyses from low-coverage RAD-Seq data: a case study on the non-model cucurbit bottle gourd[J]. The Plant Journal, 2014, 77(3): 430-442.

[2] Zhang N, Zhang L, Tao Y, et al. Construction of a high density SNP linkage map of kelp (Saccharina japonica) by sequencing TaqI site associated DNA and mapping of a sex determining locus[J]. BMC Genomics, 2015, 16(1): 1.


1)多倍體物種是否可以做圖譜

多倍體也可以構建遺傳圖譜,例如油菜、小麥、棉花等均有文獻發表。


2)如何選擇作圖親本?

親本的選擇直接影響到構建連鎖圖譜的難易程度及構建圖譜的適用范圍。

A. 親本間DNA多態性要高;與親本親緣關系有關,一般異交作物的多態性高,自交作物的多態性低。

B. 親本應為純度高材料,可通過自交進行純化。若親本雜合度高(如林木類),可用F1作圖群體構圖。

C. 親本雜交后代需具有可育性。


(3)一張遺傳圖譜需要多少個DNA標記?

一張遺傳圖需要多少個DNA標記沒有一個絕對值,因為要求的標記數目隨著該種生物的染色體數目和長度而異。遺傳圖根據其標記密度可分為框架圖、飽和圖和超密圖。框架圖標記間遺傳距離20cM,飽和圖標記間遺傳距離1cM,超密圖標記間遺傳距離0.1cM(大約相當于1,000Kb)。


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