紫苏SNP分子标记开发及遗传多样性分析

紫苏(Perillofrutescens(L.))是一种药食兼用型的植物,具有丰富的营养价值和药用价值,本研究利用特异性位点扩增片段测序技术(specific-locus amplified fragment sequencing,SLAF-seq)对30份紫苏种质资源进行了分子标记开发,以'日本晴'(水稻)为对照,测...     

鸡脚重性状的全基因组关联分析

鸡(Gallus gallus)脚重性状为鸡产业中的重要经济性状.为了揭示鸡脚重性状的遗传基础,寻找可用于鸡脚改良的分子标记,本研究以核心群京海黄鸡为实验动物,测定其脚重,利用简化基因组测序技术在整个基因组范围内检测与脚重相关的SNPs.共检测到16个与脚重相关的SNPs位点,其中13个集中分布在4号染色体上72.8～77.9 Mb区域;2个SNP位点rs475641139和rs475548810达到5％ Bonferroni全基因组显著水平(P＜5.5E-07),其余位点达到全基因组潜在显著水平(P＜1.1E-05).筛选每个SNP周围1 Mb区域内的基因,共找到9个可能的候选基因,并使用基因本体论(Gene Ontology,GO)数据库对9个候选基因的细胞组分、分子功能和参与的生物学进程进行了分析.结果表明二氢蝶啶还原酶(dihydropteridine deductase,QDPR)基因、LIM域结合蛋白2(LIM domain-binding protein 2,LDB2)基因、类184B家族(family with sequence similarity 184 memberB,FAM184B)基因、复合信号免疫球蛋白J结合蛋白(recombination signal binding protein for immunoglobulin kappa J region,RBPJ)基因、纤维母细胞生长因子结合蛋白2(fibroblast growth factor-binding protein 2,FGFBP2)基因、富亮氨酸重复蛋白5(F-box and leucine-rich repeat protein 5,FBXL5)基因、胆囊收缩素受体A(cholecystokinin receptor type A,CCK1R)基因、肌动蛋白互作蛋白1 (WD repeat containing protein 1,WDR1)基因和类桶状蛋白4(tubby like protein 4,TULP4)9个基因和4号染色体72.8～77.9 Mb区域可能为影响鸡脚重性状的重要候选基因和潜在功能区域.本研究为鸡脚重性状的标记辅助选择提供了理论依据.     

贵阳花溪古茶树遗传进化的SNP分析

试验采用SNP(单核苷酸多态性)技术对贵阳花溪古茶树资源的遗传多样性、群体结构和遗传进化进行了分析.结果表明,利用生物信息学分析古茶树样品的重测序数据,获得了1 656 258个SLAF标签,古茶树样品平均测序深度为24.21x,其中多态性的SLAF标签有462 897个,共得到283 376个高一致性的群体SNP标记.从基于SNP标记获得的进化树可以看出,来自相近地方的古茶树在进化树上基本上处于相近位置,但是花溪古茶树存在着广泛的遗传变异,主成分分析(PCA)获得了与进化树一致的结果.群体结构分析可清晰地把古茶树资源分为乔木型和灌木型2个类群.乔木型古茶树位于进化树下部,而灌木型古茶树处于进化树上部,表明茶树是由乔木型向灌木型进化的.     

基于SLAF-seq技术的金花茶SNP标记开发及遗传分析

为了解金花茶种质的遗传关系,利用SLAF-seq测序技术对在不同地区收集的25份金花茶种质与山茶科其他5份种质进行测序。以猕猴桃基因组为参照,对金花茶基因组DNA酶切构建SLAF-seq文库,利用SLAFseq测序技术对其进行高通量测序、SNP标记开发及其进化关系分析,在多态性SLAF标签上开发特异性SNP位点,最后根据SNP位点构建25份金花茶种质与山茶科其他5份种质的进化树。最终共开发1471113个SLAF标签,其中多态性SLAF标签有69597个;共得到443819个群体SNP位点,其中高一致性的群体SNP位点119452个。遗传分析结果表明,金花茶种群的遗传多样性水平较高,可分成2个大的类群,其中第2类群包含了全部收集的金花茶种质,其又可分为3个亚族,这3个亚族的分化有明显的地域特征。第1亚族主要是来源于越南的金花茶品系,第2亚族由2个越南的金花茶品系和5个中国的金花茶品系组成,第3亚族全部由来源于中国的金花茶品系组成。研究结果从基因组水平揭示不同地区金花茶种质之间的遗传关系,所开发的SNP位点可进一步用于金花茶种群的进化分析、重要性状的关联分析等。     

基于SLAF-seq技术的苦瓜白粉病SNP分子标记开发

以高抗白粉病苦瓜MC18和高感白粉病MC105杂交构建遗传分离群体,利用SLAF-seq技术进行深度测序,开发与抗白粉病性状紧密关联的SNP分子标记。结果表明:测序共获得各样品的有效reads为10.48 Mb,获得高质量的SLAF标签91 856个,其中多态性SLAF标签5 502个,多态性比例为5.99%。通过对多态性SLAF标签进行关联分析,筛选出与苦瓜白粉病抗病性状紧密关联的SNP位点共29个。根据关联分析结果 ,通过四引物扩增受阻突变体系PCR技术进行SNP位点多态性的验证,其中Marker4542、Marker11188分子标记特异性强、灵敏度高、稳定性好,建立一套简便快捷的苦瓜SNP分型方法。该方法可对苦瓜育种材料进行分子标记辅助选择,以进一步提高苦瓜抗病育种效率。      

基于SLAF-seq技术开发长穗偃麦草染色体特异分子标记

长穗偃麦草1E及7E染色体上带有重要的抗赤霉病基因, 开发大量相关染色体特异分子标记有助于准确定位抗性基因及获得可用于辅助育种紧密连锁的标记。基于SLAF-seq技术, 获得了368个长穗偃麦草1E染色体特异片段, 随机选取80个特异片段设计引物, 开发了20个长穗偃麦草1E染色体特异分子标记、2个长穗偃麦草基因组特异分子标记及26个其他特异分子标记, 效率达60%。用这些特异标记能稳定检测出不同小麦–长穗偃麦草衍生材料中的1E染色体或片段。通过标记与优良性状的共分离特性, 获得与相关基因紧密连锁的标记, 将为小麦抗性育种中的分子标记辅助选择提供依据。     

Genome-wide Association Study on Abdominal Fat Weight in Jinghai Yellow Chicken

The study was conducted to reveal the genetic basis of abdominal fat weight trait and scan molecular markers which could be used to improve the abdominal fat weight.The abdominal fat weight of female Jinghai Yellow chicken in core group were measured after being slaughtered.Genome-wide association study was carried out using specific-locus amplified fragment sequencing technology to detect SNPs associated with abdominal fat weight.Finally, five SNPs that associated with abdominal fat weight and reached suggestive genome-wide significance (P<1.1×10^-5) were found, and four of them (rs18144674, rs18144680, rs12246236 and rs12257795) reached chromosome significance level.Three SNPs (rs18144674, rs18144680 and rs19745739) located in a 1.6 Mb area of chromosome 2, and two SNPs (rs12246236 and rs12257795) located in a 12 kb area of chromosome 14.Genes in the candidate regions with 0.1 Mb windows were screened.Finally, eleven candidate genes of VIM, TRDMT1, AXIN1, PDIA2, ARHGDIG, gga-mir-1763, gga-mir-1564, CLCN7, ECL1, DNASE1 and SDOS were obtained.The molecular function and biological processes were analyzed using GO database.The results showed that those genes might be candidate genes affecting abdominal fat weight in Jinghai Yellow chicken.     

基于SLAF-seq技术的甘薯SNP位点开发

【目的】单核苷酸多态性（SNP）是基因组中最普遍的遗传变异,是构建遗传图谱、完成分子标记辅助育种的一种非常重要的遗传标记。新一代高通量测序平台为SNP位点的检测提供了强有力的技术支持。多倍体作物通常表现为基因组序列大且重复比例高,一直以来多倍体作物的SNP位点挖掘面临巨大的挑战。【方法】共收集300份甘薯种质资源,利用SLAF-seq测序技术进行测序。首先以马铃薯基因组为参照,通过生物信息学分析进行实验方案的系统设计,筛选特异长度的DNA片断,构建SLAF-seq文库。后通过高通量测序的方式获得海量序列,进而通过软件分析比对,获得多态性SLAF标签,最后在多态性SLAF标签上开发大量特异性SNP位点。【结果】对照拟南芥的测序数据与其参考基因组进行比对的结果表明,双端比对效率在本试验中为87.71%,酶切效率为93.22%,说明本试验SLAF建库正常。通过测序共产生498.14 Mb的读长数据,测序后各样品所获得的读长数目在441 595-2 731 920范围内,其中,冀薯4号获得的数据量最大,共计获得2 731 920个读长,对照拟南芥数据量最小,共计获得441 595个读长。测序质量值Q30的范围在88.37%-90.67%,样品3043 Q30测序值仅为87.31%,样品鄂紫1号Q30测序值为91.31%,所有样品Q30值均在80%以上。测序获得GC含量的范围在37.23%-38.09%,样品苏薯9号和浙薯2号存在极端值,样品苏薯9号的GC含量在39.80%,样品浙薯2号GC含量在37.10%,所有样品GC含量均值为37.64%,GC含量普遍不高,说明达到测序要求。本研究共计获得597 094 个SLAF标签,样品的平均测序深度为11.77×,其中多态性SLAF标签260 000个,占SLAF标签总数的43.54%。根据所获得的260 000个多态性SLAF标签来统计SNP位点信息,共计获得795 794个群体SNP位点。【结论】共获得498.14 Mb的读长数据,597 094个高质量的SLAF标签,260 000个多态性SLAF标签,从260 000个多态性SLAF标签上共计开发获得795 794个高质量SNP位点。表明SLAF-seq技术可以很好地应用于甘薯SNP位点的开发,其效率远远高于SSR、AFLP、RAPD等分子标记技术。从全基因组范围获得的SNP位点可以进一步的用来完成后续群体进化分析和特异性SNP标记的开发。     

菠萝混合授粉杂交品系表型研究及其父本来源分析

旨在研究菠萝混合授粉杂交品系‘H’的父本来源。比较‘H’与其母本以及混合花粉供体的表型性状;并基于表型性状遗传距离分析及SLAF测序,研究‘H’与混合花粉供体间的遗传相似性及SNP基因型来源。杂交品系‘H’的物候期、植株大小,果实理化品质、色泽等表型性状与花粉供体之一的‘神湾’相当,而部分理化品质指标优于‘神湾’;果实香气物质组分及含量与其母本‘无刺卡因’较接近。果实小于其母本‘无刺卡因’及‘巴厘’,而大于‘神湾’。杂交品系‘H’与‘神湾’间的遗传相似性大于‘H’与‘巴厘’间的遗传相似性。通过SLAF简化基因组测序分析表明,‘H’的父本来源于‘神湾’的可能性大于‘巴厘’。     

基于SLAF-seq技术的甘薯种质资源群体遗传进化分析

基于简化基因组测序技术对122份甘薯种质资源进行分析,开发SNP位点并将其应用于种质资源群体结构和遗传进化分析。结果表明, 从122份甘薯种质资源中共获得563.18 Mb读长,不同材料的读长数量在1 419 809~8 392 785范围之间。测序质量值Q30在90.61%~96.82%之间,平均Q30为92.78%。测序获得的GC含量在36.46%~40.33%之间,平均GC含量为38.17%,对照GC含量为40.72%。根据测序结果共开发出高质量的SLAF标签2 388 759个,平均测序深度为17.45×。其中,多态性的SLAF标签77 761个,占SLAF标签总数的3.26%。根据所获得多态性SLAF标签统计SNP位点信息,共计获得129 063个群体SNP位点。遗传进化分析表明122份种质资源可以分为3个大类,分类结果与它们的地理来源无直接关系,聚类结果可为甘薯育种亲本组配和杂种优势利用提供科学依据。