基于全基因组重测序技术对已有参考基因组序列的物种进行个体或群体的全基因组测序,利用高性能计算平台和生物信息学方法,检测单核苷酸多态性位点(SNP),并计算多态性标记间的遗传连锁距离,绘制高密度的遗传图谱。通过与表型性状进行QTL定位,利用获得的强关联性标记进行下游基因的精细定位。
应用领域
1.QTL定位;
2.分子标记辅助育种(MAS);
3.辅助基因组组装;
4.比较基因组学研究。
选材要求
1.有参考基因组序列的物种(二倍体、四倍体、六倍体物种均可);
2.具有重要农艺性状个体构建的遗传群体(临时群体:F1、F2;永久群体:RIL、DH、NIL 等);
3.后代群体样本数在100以上。
测序方案
1.Hiseq测序平台,PE150bp测序策略;
2.推荐每个个体测序深度1-5X,亲本测序深度10-30X。
分析内容
1.原始数据产出统计;
2.与参考基因组比对统计;
3.群体SNP检测及注释;
4.遗传图谱构建;
5.遗传图谱评估(共线性评估、单体来源评估、热图评估);
6.图谱情况汇总(遗传距离统计表、GAP统计);
7.QTL定位(需要结合表型数据);
8.关联区域候选基因功能注释及富集分析。
项目周期
70天

1.定位结果更精细:在群体足够大的情况下,采用重测序的方法定位效果会更加精细;通过寻找非同义突变位点,进一步缩小候选区域;一步到位,直接获得候选区域序列信息;

2.标记层面:重测序可以高效开发双亲之间的SSR,InDel标记同时检测SV,CNV变异信息;

3.分析内容:通过与参考基因组和近缘物种进行共线性分析,尤其是与近缘种进行共线性分析时可以挑出同源片段,深入研究这些保守片段的分子结构和特点;

4.完善组装:利用亲本的高深度序列信息(30X)可以完善参考基因组序列信息。

1.样品类型:基因组DNA;
2.样品浓度:≥30 ng/ul;
3.样品总量:≥2ug,组织样品送样>1g;
4.样品纯度:OD260/280为1.8~2.2;
5.电泳要求:主带清晰,无降解或轻度降解(距送样日最近的电泳结果)。

样品保存与运输
1.基因组DNA样品请仔细纯化,尽量避免污染,并请将所送样品保留备份;DNA样品置于1.5 ml无菌离心管中,管上注明样品名称、浓度以及制备时间,管口使用Parafilm封口;
2.植物组织样品请尽量选用幼嫩新鲜的,取样后用锡箔纸包裹并标注,立即放入液氮速冻,保存于液氮或超低温冰箱中。动物组织、细胞或菌体取样后置于冻存管中并标注,立即放入液氮速冻,保存于液氮或超低温冰箱中。请尽量使用新制备的样品;
3.请将所有样品集中置于管、盒或袋中,以免散装导致样品的丢失。在运输过程中,最好放在干冰中,时间不要超过72小时,如果利用冰袋运输,则时间最好不要超过24小时,尽量选用较快的邮递方式,以降低运输过程中样品降解的可能性。如果条件许可,可在邮寄的箱子上下添加部分棉花,以保证尽量隔绝热量的传递。

全基因组重测序构建四倍体棉花高密度遗传图谱


实验设计
材料为四倍体陆地棉G. hirsutum  TM-1与四倍体海岛棉G. barbadense  Hai7124杂交构建的F2群体,从F2群体中挑选52株,两个亲本的测序深度分别为61.9X和39.1X,子代的平均测序深度
结果展示
1.构建了包含26条连锁群的四倍体棉花的超高密度遗传图谱:上图标记包含4,999,048个SNP位点,519个SSR标记,总图距为4042cM,平均图距为1.0cM
2.通过此高密度遗传图谱辅助TM-1 genome初步组装,对90个错误组装的scaffolds进行了纠正,另外通过17W对BAC末端序列对128个错误组装的scaffolds进行了纠正
3.通过DNA遗传图谱与二倍体雷蒙德氏棉物理图谱共线性分析,解析了四倍体棉花通过倒位、易位等染色体结构变异产生表型变化

 

 

4.通过不同染色体SNP在物理图谱上分布密度比较,分析了每条染色体基因重组率变化

 

 

参考文献
Wang S, Chen J, Zhang W, et al. Sequence-based ultra-dense genetic and physical maps reveal structural variations of allopolyploid cotton genomes.Genome Biology. 2015;16(1):108. 

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