APP下载

多倍体同源区段二代测序生物信息学分析关键参数优化

2021-04-16武建楠陈肯王欢庞铂实周宇荀肖君华李凯

棉花学报 2021年6期

武建楠,陈肯,王欢,庞铂实,周宇荀,肖君华,李凯*

(1.东华大学化学化工与生物工程学院,上海 201620;2.上海农林职业技术学院,上海 201699)

单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP) 是由单碱基突变引起的DNA 序列多态性, 作为新一代遗传标记具有数量丰富、分布广泛和覆盖度高等特点[1]。 与其他分子标记相比,SNP 标记在基因分型过程可以做到高度自动化、高通量检测[2],已成为包括玉米在内的二倍体植物研究中的首选标记类型[3]。 2010 年滑峰等[4]发现CYP2A12基因的同源序列对SNP 分析产生严重影响。异源多倍体SNP 开发与鉴定的困境主要在于靶区段常存在大量同源序列, 存在SNP、部分同源序列变异(Homoeologous sequence variant,HSV)[5]和旁系同源序列变异(Paralogous sequence variant,PSV)[6]等多种变异类型。 在多倍体遗传研究中,80%以上假阳性SNP 是HSV 和PSV 而不能用于开发遗传标记[7]。

多倍体物种SNP 分型的常用技术包括Sanger 测序、SNP 芯片、 竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive allele-specific polymerase chain reaction,KASP)等。然而,它们依赖特异性扩增或特异性杂交, 而多倍体物种亚基因组间高度同源, 靶向特异性大大降低。 第二代测序(Next generation sequencing,NGS) 技术的发展使得测序费用大幅度降低,测序效率极大提高。 目前已有研究者尝试采用生物信息学方法区分多倍体SNP 和HSV(也称部分同源SNP),即通过不同的过滤方法[8]识别并消除部分同源SNP。 该方法在不同倍性的物种如花生(异源四倍体)、小麦(异源六倍体)和草莓(异源八倍体)的模拟数据中均表现出很高的准确性[9],有望得到广泛应用。

本研究的对象为异源四倍体陆地棉(Gossypium hirsutumL.),是由亚洲棉(G. arboreum,AA)和雷蒙德氏棉(G. raimondii,DD)杂交加倍而来[10]。在A12 染色体上随机选取了3 个靶标区段,并对136 个陆地棉样本的DNA 用多重PCR 靶向扩增子测序[11]。……

登录APP查看全文