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基因组测序 简化基因组测序 遗传图谱/QTL

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遗传图谱是指某一物种的染色体图谱,也称为遗传连锁图谱,它是以基因或者遗传标记之间的连锁和重组交换值构建的图谱,显示所知的基因或者遗传标记的相对位置。遗传图谱图距单位为厘摩(cM),通常1%的交换值为1cM的长度。

利用简化基因组技术(RADGBS)构建遗传图谱的最大优势在其可以在没有参考基因组序列信息的情况下获得大量的遗传突变信息。与传统的遗传图谱构建方法相比,简化基因组可以获得的遗传标记的数目更多,图谱的密度更大,根据遗传图谱进行性状定位更加精确,目前已经广泛应用在动植物基因组研究中。

适用范围:

发生性状分离的动植物遗传家系群体;

建议样本数:F1≥150;F2、BC1、RIL、DH≥100

技术优势:

快速精准高效的解析基因组之间的差异,获得广泛的分子标记;

快速高效:仅仅45个工作日即可完成全部分析内容,快速解析群体遗传学的相关信息;

精准分析:10年以上项目经验的专业分析人员深入解析,精确解决科研过程中的各个问题。

技术流程

 

简化基因组建库及测序流程


简化基因组遗传图谱分析流程


分析内容

解决问题

核心软件

变异检测

准确定位变异位点

Stacks/pyRAD

遗传图谱构建

构建遗传图谱和评估

Rqtl/JoinMap/IciMapping/MajorMap(In house)

QTL定位

进行复杂数量性状进行定位

Rqtl/MapQTL/WinQTLcart/IciMapping



测序技术

推荐测序量

实验周期

RAD

亲本:5~10×;

F1F2BC12×;

RILDH:≥1×

45个工作日

GBS

亲本Tag覆盖度≥20×,子代Tag覆盖度≥10×


案例一:RAD-seq构建瓠瓜遗传图谱

分别对瓠瓜F2群体(139个样本)和自然群体(80个样本)进行了RAD-seq测序,获得的2,084个高质量SNPs构建了高密度遗传连锁图谱,图谱总长度为1,361cM。另外,还对其中一个亲本进行低深度(~8.9×)的全基因组测序,共组装获得了309,756scaffold>200bp),scaffold总长度约306Mb,预测出23,113个基因。最后,通过BLASTN922scaffold锚定到遗传图谱上,并进行了相关近缘物种的共线性分析,结果显示几种瓜(瓠瓜、黄瓜、西瓜和甜瓜)之间的共线性关系较好(图1和图2)。

            

基因组Scaffold锚定到11连锁群                                     图瓠瓜分别与黄瓜、西瓜和甜瓜的共线性分析

对测序深度适中的66个自然群体个体进行了基于NJNeighbor-joining)法的进化树构建,所有样本被分成两大类群subRsubL,分别代表了圆形和长条形瓠瓜(图3。对subRsubL亚群进行FST计算,在连锁群LG7上发现了显著性的FST Outlier区域,进一步分析发现该区域存在OVATE的同源基因LX2975,研究表明OVATE基因在番茄和辣椒中可以增长果实的形状(图4)。

 

3 Neighbor-joining法构建的系统发育树


 

 

HoFST和r2在连锁群中的分布情况

 

案例二:RAD-seq构建海带遗传图谱

本研究利用简化基因组测序技术获得的4,994个高质量RAD loci构建了31个海带连锁群,连锁图谱总长度为1,782.75cMRAD loci之间最长为14.97cM,平均为0.36cM,表明海带基因组中有很长的重组缺失区域(图1)。不同子代克隆的RAD位点不同,研究发现有21.6%RAD位点在子代克隆中存在缺失现象。利用2个亲本的双端测序数据,将4,992RAD loci延长,在延长的RAD loci中,共找到99SSR标记,这些SRR标记被成功地定位到了连锁图谱中。在2号连锁群中,定位到1个性别决定位点,该区域长度为9.0cM(图2)。

            

海带高密度的连锁图谱


 

性别相关位点在2号连锁群上的位置

 

参考文献

[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)多倍体物种是否可以做图谱

多倍体也可以构建遗传图谱,例如油菜、小麦、棉花等均有文献发表。


2)如何选择作图亲本?

亲本的选择直接影响到构建连锁图谱的难易程度及构建图谱的适用范围。

A. 亲本间DNA多态性要高;与亲本亲缘关系有关,一般异交作物的多态性高,自交作物的多态性低。

B. 亲本应为纯度高材料,可通过自交进行纯化。若亲本杂合度高(如林木类),可用F1作图群体构图。

C. 亲本杂交后代需具有可育性。


(3)一张遗传图谱需要多少个DNA标记?

一张遗传图需要多少个DNA标记没有一个绝对值,因为要求的标记数目随着该种生物的染色体数目和长度而异。遗传图根据其标记密度可分为框架图、饱和图和超密图。框架图标记间遗传距离20cM,饱和图标记间遗传距离1cM,超密图标记间遗传距离0.1cM(大约相当于1,000Kb)。


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