櫛孔扇貝(Chlamys farreri)高密度圖譜構建和基因組框架圖譜繪制.pdf

1、櫛孔扇貝Chlamys farreri(Jones et Preston1904)作為雙殼類的一種,是我國極具商業(yè)價值的重要經濟種。本研究借助二代測序平臺,建立了櫛孔扇貝高通量SNP開發(fā)與分型技術,構建了高精度圖譜,進行了經濟性狀的精細定位,繪制了基因組框架圖譜,并實現(xiàn)了遺傳圖譜與序列圖譜的整合,為扇貝基因組學研究提供了較為全面的序列信息和整合的資源工具,也為雙殼貝類生長繁殖機制、進化適應性機制和基因組輔助育種研究提供了新的起點。

2、>　　1、櫛孔扇貝高通量SNP開發(fā)與分型技術的建立
　　本研究首先對2b-RAD技術進行了改進和優(yōu)化,包括限制性內切酶選擇、選擇性堿基確定和barcode設計三方面,建立了高通量SNP開發(fā)技術。本研究還開發(fā)了適合無參照基因組的非模式生物作圖群體的SNP分型策略,將共顯性和顯性標記的分型算法整合成流程化軟件RADtyping,并對其分型結果進行了評價。擬南芥擬測交F1群體模擬數據的分型結果評價顯示:當親本測序深度均超過10 x,高于

3、98％的位點源于基因組單拷貝區(qū),說明RADtyping可有效過濾重復序列。當親本和子代測序平均深度均達20 x,共顯性標記分型準確性達97%;顯性標記分型準確性則在較低測序深度下就可達98%。對作圖群體而言,當每個親本和子代的平均測序深度均至少20 x則可滿足分型準確性的要求。通過比較兩套重復測序文庫分型結果發(fā)現(xiàn),共顯性標記一致性達96%,顯性標記分型一致性達99%。對RADtyping分型得到的8個共顯性和8個顯性標記位點進行Sang

4、er測序的結果顯示共顯性標記驗證率達96%,顯性標記驗證率達97%,驗證了RADtyping在無參照基因組SNP分型的準確性。
　　2、櫛孔扇貝高精度圖譜構建和重要經濟性狀的QTL定位
　　本研究構建了櫛孔扇貝首張高密度遺傳連鎖圖譜。整合圖譜包含3,806個SNP,分布于19個連鎖群,圖譜總長1543.4cM,標記平均間隔為0.41cM,基因組覆蓋率達99.5%,623個SNP注釋到功能基因,平均重組率為1.3 cM/Mb。

5、生長性狀的QTL定位顯示:于1號和3號連鎖群分別檢測到一個顯著的QTL區(qū)間,各解釋表型變異的11.4%和16.9%。關聯(lián)分析結果與QTL定位有較為一致的趨勢,驗證了QTL定位的可靠性。3號連鎖群 QTL區(qū)間內的 f68558標記位于轉錄因子 PROP1(Homeobox protein prophet of Pit-1)的內含子中,已知PROP1具有調控生長激素分泌的作用,在動物中生長激素可調控生長、細胞分裂和再生,推測 PROP1基因

6、可能是控制櫛孔扇貝體尺性狀的主效基因。性別相關的QTL被定位于11號連鎖群的0.37 cM的區(qū)間,關聯(lián)分析鑒別到27個顯著與性別相關的標記(P<1E-6)且位于 QTL定位的區(qū)間中。標記 f93422位于轉錄因子 ZNFX1( NFX1-typezinc finger-containing1)中,已有研究表明河豚中 ZNFX1與性別決定基因 AMHR2(anti-Mullerian hormone receptor type II)緊密

7、連鎖。本研究為解析扇貝生長和繁殖調控機制提供了候選位點。
　　3、櫛孔扇貝全基因組序列圖譜繪制及與遺傳圖譜的整合
　　本研究根據扇貝基因組高度雜合高重復序列含量的特點,選用家系來源的一只貝為材料,搭配構建不同長度 DNA插入片段文庫進行測序,獲得櫛孔扇貝的基因組測序數據。組裝采用先將兩套雜合contigs分出后,單倍體基因組單獨拼裝再整合的策略進行櫛孔扇貝全基因組框架圖譜的繪制。拼接共獲得143,162條 scaffolds

8、, scaffold N50為528.6Kb,總長度約805Mb;Contigs共192,003條,contig N50達到21.5Kb,總長為777Mb?；蚪Mscaffolds覆蓋了93%的轉錄組序列,基因預測獲得20,573個基因,其中62.7%的基因獲得功能注釋,基于同源比對和從頭預測獲得的重復序列占基因組序列的12.7%。借助遺傳圖譜,與基因組框架圖譜和物理圖譜進行了整合。從染色體水平,排序了2,923條 scaffolds。