小麦7DL染色体BAC重叠群物理图谱的构建

发布时间：2020-05-29 16:07

【摘要】：普通小麦是全世界重要的粮食作物之一。作为全球分布范围最广,种植面积最大的粮食作物,小麦的持续增产稳产对保障世界粮食安全具有举足轻重的影响。21世纪,面对粮食需求的日益增长,全球气候的改变等困难,一个完整的,可供育种工作使用的小麦基因组更有助于解决以上困难。然而普通小麦是一个异源六倍体物种,拥有A,B,D三个亚基因组。基因组大小达到了17个Gb,其中90%的序列为重复序列。这些困难使得利用全基因组测序的方法完成小麦基因组测序和组装变的难以实现。为克服小麦基因组自身多倍体,高重复的特点对全基因测序和组装的影响,国际小麦测序协作组织提出了利用流式细胞仪分离小麦染色体或染色体臂,对每一条染色体或染色体臂采用BACby BAC的方式构建物理图谱,然后测序组装,从而完成整个小麦基因组的测序工作。作为国际小麦测序协作组织成员,首先通过小麦遗传材料分离了普通六倍体小麦7DL染色体臂,并提取大分子DNA构建了的BAC文库,为小麦功能基因图位克隆提供了材料资源。其次对BAC克隆DNA提取的方法进行了比较和改进,建立了普通碱裂解法BAC克隆DNA提取体系。高质量的BAC克隆DNA获得为后续的DNA酶切反应分析奠定了基础。采用SNaPshot-HICF技术对整个小麦7DL臂染色体BAC文库50304个BAC克隆做了指纹印迹分析,其中有43486个BAC克隆产生高质量的指纹印迹可以用于后续的BAC组装。利用FPC组装软件将37361个BAC克隆组装为1614个BAC重叠群,剩余的6125个BAC克隆作为单体。组装的重叠群总长达到了468.4Mb,重叠群N50为348kb,重叠群L50为310。根据重叠群组装结果,利用FPC软件中MTP模块挑选出最短路径(MTP)BAC克隆4457个,为后续的测序提供候选的BAC克隆。重叠群定位采用了一种新的定位策略,根据小麦D组祖先供体粗山羊草(Aegilop tauschii)和小麦D组之前的同源性,以及粗山羊草的物理图谱的信息,采用了BAC克隆指纹印迹比对的方式,对7DL染色体臂重叠群进行了校正和定位,根据BAC克隆指纹印迹的比对,对7DL的BAC重叠群做手工校正后,获得1642个BAC重叠群,重叠群总长度为470.1Mb,重叠群N50为341kb,重叠群L50为374。定位的重叠群的个数为845个,定位总长为318Mb,占总的重叠群总长的67.6%。初步完了物理图谱中重叠群的锚定的工作。本研究完成的小麦7DL染色体臂的物理图谱,为随后的小麦7DL染色体臂的BACby BAC测序提供了可靠的数据和有用的信息。同时为以后普通六倍体小麦全基因组序列图的完成奠定了基础。小麦7DL染色体臂重叠群锚定采用的方法,相对于以前物理图谱重叠群锚定方法更加简洁高效,省去了大量费时费力的实验工作。此策略可以用于整个小麦D组染色体的物理图谱重叠群锚定。同时也适用于利用研究物种已有同源物种的物理图谱信息,锚定该研究物种的物理图谱BAC重叠群。
【图文】：

图１．邋ＳＮ沁沈ｏｔ指纹印记技术逡逑Ｆｉｇｌ．邋ＤＮＡ邋ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇ邋ｕｓｉｎｇ邋ＳＮａＰｓｈｏｔ邋ｍｅ化ｏｄ逡逑

图４普通小麦的起源与迸化关系（Ｓｈｅｗｉｙ邋２００９）逡逑Ｆｉｇ４．邋Ｔｈｅ邋ｏｒｉｇｉｎ邋ａｎｄ邋ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ邋ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ邋ｏｆ邋ｃｏｍｍｏ打邋ｗｈｅａｔ逡逑
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S512.1

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本文编号：2687167