雜合二倍體馬鈴薯基因組單體型組裝與分析
發(fā)布時(shí)間：2020-12-10 15:13
馬鈴薯是世界上最重要的根莖類糧食作物。馬鈴薯的野生種質(zhì)資源多為二倍體和四倍體,在遺傳育種方面應(yīng)用廣泛。目前,馬鈴薯雙單倍體參考基因組DM已經(jīng)發(fā)表,且在功能基因克隆等研究方面發(fā)揮了很大作用。但是由于多馬鈴薯基因組雜合度較高,單體型之間的差異較大(>1%),雙單倍體參考基因組能提供的信息有限,不能滿足二倍體馬鈴薯育種和基因組功能研究的需求。由于二倍體馬鈴薯基因組高度雜合,組裝難度較大,國際馬鈴薯團(tuán)隊(duì)曾嘗試對(duì)二倍體馬鈴薯RH進(jìn)行測(cè)序組裝,但是沒有成功。本課題利用10X genomics(10XG)建庫和高通量測(cè)序手段,結(jié)合自己開發(fā)的基因組組裝和單體型分型流程,成功對(duì)RH進(jìn)行了基因組組裝、分型和注釋。并利用自交后代群體從頭構(gòu)建了遺傳圖譜,將組裝所得的序列進(jìn)行了染色體錨定。在區(qū)分了單體型基礎(chǔ)上,對(duì)單體型多態(tài)性進(jìn)行了分析,解析了雜合基因組等位基因之間差異的特征。該方法可以作為雜合物種基因組組裝的借鑒。本課題主要結(jié)果有:(1)結(jié)合10XG長(zhǎng)片段文庫構(gòu)建和高通量測(cè)序,從頭組裝了雜合二倍體馬鈴薯RH的基因組。該組裝長(zhǎng)度一共1.7 Gb,scaffold N50為308 Kb,完整性達(dá)到93.3%。...
【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
RH單體型之間以及與DM基因組之間的差異(PotatoGenomeSequencingetal.,2011)
圖 3. 構(gòu)建 de Bruijn圖時(shí)雜合和重復(fù)序列等引起的氣泡問題igure 3. A de Bruijn bubble problem caused by heterozygosis and repeats復(fù)雜區(qū)域多態(tài)性位點(diǎn)造成的單個(gè)氣泡。b復(fù)雜區(qū)域多態(tài)性位點(diǎn)造成的連續(xù)氣泡庫的方法可以解決基因組組裝上很多從算法上難以解決的問題，例如高重以來，如何得到盡可能長(zhǎng)的讀長(zhǎng)是基因組領(lǐng)域中心話題。對(duì)于高般不會(huì)超過 20 Kb，只要 reads 長(zhǎng)度能夠大于這個(gè)數(shù)值，那么這會(huì)再造成很大的困擾。而對(duì)于高雜合度來說，長(zhǎng)序列片段能擁有貫性，組裝難度會(huì)明顯下降。構(gòu)建 BAC 和 Fosmid 等含有大片段目標(biāo) DNA 序列的文庫，然后標(biāo)片段的序列，再分層次來組裝得到完整基因組，這種方法是庫費(fèi)用和巨大人力需求限制了這個(gè)技術(shù)的應(yīng)用，人們一直在尋找序技術(shù)的發(fā)展使低費(fèi)用組裝復(fù)雜基因組成為了可能。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 引言生物之間或多或少都會(huì)存在 IBD。一個(gè)群體和目標(biāo)個(gè)體親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近不同，能提供有效的單體型信息便具有差異。此外，單體型信息和群體大小以及物種類型相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，在 20 代以內(nèi)，IBD 所能提供的信息就足夠檢測(cè)長(zhǎng)片段的單體型信息 (Browning et al., 2010, Browning eal., 2011)。直系親屬之間 IBD 是最高的，能提供的單體型信息最多。例如，子女的任何一個(gè)基因位點(diǎn)一定來自于父母雙方任意一方，這個(gè)位點(diǎn)的基因型應(yīng)當(dāng)和來源方完全一致。例如圖 4 則簡(jiǎn)單描述了通過直系親屬推斷單體型的模型。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂細(xì)胞及染色體變化研究[J]. 高居榮,宋雪皎,王樹蕓,韓秀蘭,谷淑波,樊廣華,張吉旺. 實(shí)驗(yàn)室科學(xué). 2017(06)
[2]QTL IciMapping:Integrated software for genetic linkage map construction and quantitative trait locus mapping in biparental populations[J]. Lei Meng,Huihui Li,Luyan Zhang,Jiankang Wang. The Crop Journal. 2015(03)
[3]馬鈴薯脫毒原種生產(chǎn)方法及主要技術(shù)要點(diǎn)[J]. 楊煊,和平根,和國鈞. 中國馬鈴薯. 2004(04)
本文編號(hào)：2908917
【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
RH單體型之間以及與DM基因組之間的差異(PotatoGenomeSequencingetal.,2011)
圖 3. 構(gòu)建 de Bruijn圖時(shí)雜合和重復(fù)序列等引起的氣泡問題igure 3. A de Bruijn bubble problem caused by heterozygosis and repeats復(fù)雜區(qū)域多態(tài)性位點(diǎn)造成的單個(gè)氣泡。b復(fù)雜區(qū)域多態(tài)性位點(diǎn)造成的連續(xù)氣泡庫的方法可以解決基因組組裝上很多從算法上難以解決的問題，例如高重以來，如何得到盡可能長(zhǎng)的讀長(zhǎng)是基因組領(lǐng)域中心話題。對(duì)于高般不會(huì)超過 20 Kb，只要 reads 長(zhǎng)度能夠大于這個(gè)數(shù)值，那么這會(huì)再造成很大的困擾。而對(duì)于高雜合度來說，長(zhǎng)序列片段能擁有貫性，組裝難度會(huì)明顯下降。構(gòu)建 BAC 和 Fosmid 等含有大片段目標(biāo) DNA 序列的文庫，然后標(biāo)片段的序列，再分層次來組裝得到完整基因組，這種方法是庫費(fèi)用和巨大人力需求限制了這個(gè)技術(shù)的應(yīng)用，人們一直在尋找序技術(shù)的發(fā)展使低費(fèi)用組裝復(fù)雜基因組成為了可能。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 引言生物之間或多或少都會(huì)存在 IBD。一個(gè)群體和目標(biāo)個(gè)體親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近不同，能提供有效的單體型信息便具有差異。此外，單體型信息和群體大小以及物種類型相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，在 20 代以內(nèi)，IBD 所能提供的信息就足夠檢測(cè)長(zhǎng)片段的單體型信息 (Browning et al., 2010, Browning eal., 2011)。直系親屬之間 IBD 是最高的，能提供的單體型信息最多。例如，子女的任何一個(gè)基因位點(diǎn)一定來自于父母雙方任意一方，這個(gè)位點(diǎn)的基因型應(yīng)當(dāng)和來源方完全一致。例如圖 4 則簡(jiǎn)單描述了通過直系親屬推斷單體型的模型。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂細(xì)胞及染色體變化研究[J]. 高居榮,宋雪皎,王樹蕓,韓秀蘭,谷淑波,樊廣華,張吉旺. 實(shí)驗(yàn)室科學(xué). 2017(06)
[2]QTL IciMapping:Integrated software for genetic linkage map construction and quantitative trait locus mapping in biparental populations[J]. Lei Meng,Huihui Li,Luyan Zhang,Jiankang Wang. The Crop Journal. 2015(03)
[3]馬鈴薯脫毒原種生產(chǎn)方法及主要技術(shù)要點(diǎn)[J]. 楊煊,和平根,和國鈞. 中國馬鈴薯. 2004(04)
本文編號(hào)：2908917
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