杂合二倍体马铃薯基因组单体型组装与分析

发布时间：2020-12-10 15:13

　　马铃薯是世界上最重要的根茎类粮食作物。马铃薯的野生种质资源多为二倍体和四倍体,在遗传育种方面应用广泛。目前,马铃薯双单倍体参考基因组DM已经发表,且在功能基因克隆等研究方面发挥了很大作用。但是由于多马铃薯基因组杂合度较高,单体型之间的差异较大(>1%),双单倍体参考基因组能提供的信息有限,不能满足二倍体马铃薯育种和基因组功能研究的需求。由于二倍体马铃薯基因组高度杂合,组装难度较大,国际马铃薯团队曾尝试对二倍体马铃薯RH进行测序组装,但是没有成功。本课题利用10X genomics(10XG)建库和高通量测序手段,结合自己开发的基因组组装和单体型分型流程,成功对RH进行了基因组组装、分型和注释。并利用自交后代群体从头构建了遗传图谱,将组装所得的序列进行了染色体锚定。在区分了单体型基础上,对单体型多态性进行了分析,解析了杂合基因组等位基因之间差异的特征。该方法可以作为杂合物种基因组组装的借鉴。本课题主要结果有:(1)结合10XG长片段文库构建和高通量测序,从头组装了杂合二倍体马铃薯RH的基因组。该组装长度一共1.7 Gb,scaffold N50为308 Kb,完整性达到93.3%。... 

【文章来源】：中国农业科学院北京市

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

RH单体型之间以及与DM基因组之间的差异(PotatoGenomeSequencingetal.,2011)

图 3. 构建 de Bruijn图时杂合和重复序列等引起的气泡问题igure 3. A de Bruijn bubble problem caused by heterozygosis and repeats复杂区域多态性位点造成的单个气泡。b复杂区域多态性位点造成的连续气泡库的方法可以解决基因组组装上很多从算法上难以解决的问题，例如高重以来，如何得到尽可能长的读长是基因组领域中心话题。对于高般不会超过 20 Kb，只要 reads 长度能够大于这个数值，那么这会再造成很大的困扰。而对于高杂合度来说，长序列片段能拥有贯性，组装难度会明显下降。构建 BAC 和 Fosmid 等含有大片段目标 DNA 序列的文库，然后标片段的序列，再分层次来组装得到完整基因组，这种方法是库费用和巨大人力需求限制了这个技术的应用，人们一直在寻找序技术的发展使低费用组装复杂基因组成为了可能。

中国农业科学院硕士学位论文 第一章 引言生物之间或多或少都会存在 IBD。一个群体和目标个体亲缘关系的远近不同，能提供有效的单体型信息便具有差异。此外，单体型信息和群体大小以及物种类型相关。有研究发现，在 20 代以内，IBD 所能提供的信息就足够检测长片段的单体型信息 (Browning et al., 2010, Browning eal., 2011)。直系亲属之间 IBD 是最高的，能提供的单体型信息最多。例如，子女的任何一个基因位点一定来自于父母双方任意一方，这个位点的基因型应当和来源方完全一致。例如图 4 则简单描述了通过直系亲属推断单体型的模型。

【参考文献】：
期刊论文
[1]花粉母细胞减数分裂细胞及染色体变化研究[J]. 高居荣,宋雪皎,王树芸,韩秀兰,谷淑波,樊广华,张吉旺.  实验室科学. 2017(06)
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[3]马铃薯脱毒原种生产方法及主要技术要点[J]. 杨煊,和平根,和国钧.  中国马铃薯. 2004(04)



本文编号：2908917