大黄鱼基因组和转录组SNP的挖掘与应用

发布时间：2020-06-26 18:25

【摘要】：大黄鱼(Larimichthys crocea)是中国重要的海水经济鱼类之一,提高品质、增加产量一直以来都是其遗传育种的主要目标。随着分子标记技术的快速发展,分子标记已广泛应用在遗传图谱构建、QTL定位和分子标记辅助育种等众多方面。单核苷酸多态性(SNP)作为目前最具潜力的第三代分子标记,可为大黄鱼遗传育种提供强有力的工具。本研究通过新一代高通量测序技术(NGS)结合生物信息学分析的方法,探讨并优化了大黄鱼SNP开发流程,分别从大黄鱼基因组和转录组两个水平上开发了大量SNP标记,并对重要经济性状进行QTL定位和全基因组关联分析(GWAS)。研究成果将为大黄鱼品质改良、选择育种提供一定的科学理论依据,以期用于指导生产实践。主要研究结果如下:1.基于模拟测序数据的方法,分别从数据比对、SNP挖掘、参考序列、测序量以及测序质量5个方面探讨和优化了大黄鱼SNP开发流程。比对软件在mapping比率和运行时间上差异较大;GATK、SAMtools及CLC开发出的SNP结果在数目、假阳性率上表现不同;参考序列的选择也影响到了最终SNP的准确性;兼顾经费和绩效,当转录组测序量达到2.6 Gb、测序质量达到Q25时,可以为转录组开发SNP提供理想的数据需求。2.构建并改进了大黄鱼简化基因组测序技术,利用此技术对500个个体进行了测序,检测出高质量的SNP标记71105个,特征分析显示转换突变为主要的变异类型,占总SNP数目的66%。3.利用Illumina HiSeq 2000平台,对1个家系72个子代进行RNA-seq,子代和亲本中共开发出29096个高质量的SNP标记,功能注释结果显示74%的标记位点位于非编码区,少数位于编码区。此外,对10个个体多种器官/组织的转录信息进行Roche 454转录组测序,共检测到5343个SNP,随机挑选26个进行质谱验证,检测到15个SNP位点有多态性。4.利用家系连锁分析和GWAS分析,定位到与体重显著相关的3个QTL区域,包含86个标记和41个基因;定位到与体长显著相关的4个QTL区域,包含56个标记和25个基因;定位到与体高显著相关的4个QTL区域,含有36个标记和18个基因。以上三个生长性状皆定位到第9号、12号和16号连锁群上。
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S917.4
【图文】：

流程图,流程,测序,转录组

图 2.1 SNP calling 的总体流程Figure 2.1 The overall workflow of SNP calling.NA-seq 数据模拟本实验室实际测得的转录组数据进行 SNP 开发，经过滤筛选到 54133了评估以 RNA-seq 数据开发 SNP 的准确性，首先通过编写的 perl 脚本上设置 54133 个单核苷酸变异位点，来作为后续分析的“黄金标准”；位点的大黄鱼全转录组为基准，用 RSEM 软件[120]模拟 RNA-seq 测序（21M）双端为 100 bp 的 sequence reads，每条 read 测序质量平均为模拟数据将用于 SNP 开发流程中不同方面的比较。探讨测序量对 SNP 开发的影响，本研究设置六个测序量梯度，用上述2.46M，5M，7.2M，14.4M，26M 和50M 条 reads 测序质量都为 Q36的，分别代表 0.25 Gb，0.5 Gb，0.7 Gb，1.5 Gb，2.6 Gb 和 5 Gb 的测序，为了评估测序质量对 SNP 挖掘的影响，同样用上述模拟方法结合测序量都为2.6 Gb的五个不同测序质量的模型，五个模型中每条read的

转录组,软件,基因组,参考序列

Table 2.1 The run time (minutes) of each alignment tool with 8 threads.参考序列Reference运行时间 Run time (/min)BWA Tophat SOAP2基因组Genome22 85 20转录组Transcriptome10 91 9.7 2.2 所示，无论是把序列比对到基因组上还是转录组上，BWA 的比 SOAP2 的高。另外，虽然 SOAP2 比对到转录组上的 reads 与 BWA 和但是当SOAP2把reads比对到基因组上时，其比对率直降到40%，这说于把 RNA-seq 的数据比对到基因组上，原因可能由于 SOAP2 在双末端仅允许最多 2 个错配或者 1 个 continuous gap 的存在。综合分析，为保性与准确性，将BWA和Tophat的比对结果用于后续SNP开发流程其他

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