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CN101886132B - 基于测序和bsa技术的性状相关的分子标记筛选方法 - Google Patents

基于测序和bsa技术的性状相关的分子标记筛选方法 Download PDF

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CN101886132B CN 201010225405 CN201010225405A CN101886132B CN 101886132 B CN101886132 B CN 101886132B CN 201010225405 CN201010225405 CN 201010225405 CN 201010225405 A CN201010225405 A CN 201010225405A CN 101886132 B CN101886132 B CN 101886132B
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Abstract

本发明提供一种性状紧密关联的DNA分子标记筛选方法，其核心技术是将超级分离群体分组分析法(BSA)和高通量测序技术相结合鉴定性状相关的DNA分子标记。利用生物信息学方法对不同物种基因组或BAC序列等数据进行参数训练，找出最优的标记测序方案，提高标记开发的效率。对分离群体分组测序结果进行关联分析，检测出和性状关联的分子标记并定位回基因组或BAC，通过高密度性状关联分子标记精细定位候选功能基因。该方法比较传统方法的优点在于通量大幅度提高，成本大幅度降低。可以对大群体进行标记定位，可直接确定标记与目标性状之间的连锁关系，关联分析的可靠性及准确性高，主要应用于作物分子育种等标记开发和基因定位方面。

Description

基于测序和BSA技术的性状相关的分子标记筛选方法
技术领域
本发明涉及基于测序和BSA技术的性状相关的分子标记筛选方法，具体地说，涉及一种采用超级BSA和高通量测序技术结合，通过降低基因组复杂度，以对大群体进行深度测序，并通过关联分析鉴定性状相关的DNA分子标记的方法。
背景技术
目前的分子标记主要分为三类：第一类是以电泳和分子杂交技术为核心的如RFLP技术，第二类是以电泳和PCR技术为核心的如AFLP技术，第三类是基于DNA芯片和测序技术的分子标记如SNP。其中前两种方法检测的多态性通量小，第三类方法价格较为昂贵。
随着具有高通量，低成本，测序错误率低，测序读长短特点的新一代测序技术和生物信息学的发展，使得应该测序技术进行高通量标记开发成为可能。随着越来越多物种，特别是作物的基因组计划的完成测序，使我们对各个物种的基因组特点有了更深入的了解。在此基础上，将生物信息学方法，测序方法，传统PCR技术为核心的分子标记技术法以及分离群体分组分析法(BSA)结合起来，充分利用生物信息学方法对不同物种基因组或BAC数据进行参数训练，根据基因组特性，找出最优简化基因组复杂度的参数：具体包括的酶切组合；最优扩增产物长度片段区间，实现减少重复序列干扰，保持特定长度片段均匀分布等属性。根据分析得到的物种参数，对分离群体分组进行酶切扩增，选择特异长度片段进行测序，测序结果再通过比较找出差异。该方法比较传统方法的优点在于基于高通量测序方法，使通量大大增加，通过降低基因组复杂度到手段，使开发成本大大降低，可以对大群体进行开发，关联分析的可靠性及准确性高。
发明内容
本发明的目的是提供基于测序和BSA技术的性状相关的分子标记筛选方法，旨在解决现有分子标记筛选方法中通量低和价格高，标记与性状关联分析准确性不高的问题，主要应用于作物分子育种等的标记开发和基因定位方面。
为了实现本发明目的，本发明提供基于测序和BSA技术的性状相关的分子标记筛选方法，其基于分离群体分组分析法和经过降低基因组复杂度后的高通量测序法，对分离群体进行标记开发和性状关联分析，包括如下步骤：1)分别制备两分离群体DNA样品，每个群体中的个体样品DNA等比例混合；2)对分离群体基因组的复杂性进行降低处理，获得复杂性降低的DNA样品；3)将复杂性降低后的分离群体DNA等比混合，利用高通量测序方式进行测序；4)比较两组群体DNA样品测序结果，获得序列标记，根据序列标记丰度差异，检测出与性状关联的标记。
前述的基于测序和BSA技术的性状相关的分子标记筛选方法，其中所述分离群体可以是植物、动物或微生物。
前述的基于测序和BSA技术的性状相关的分子标记筛选方法，其中所述分离群体基因组DNA复杂性降低方法可以是任何有选择性的减少基因组复杂度的方法，包括限制性内切酶酶切产物PCR扩增或酶切产物选择性吸附。
前述的基于测序和BSA技术的性状相关的分子标记筛选方法，其中所述分离群体基因组DNA复杂性降低方法包括如下步骤：1)分别制备两分离群体DNA样品和两亲本DNA样品，每个群体中的个体样品DNA等比例混合；2)相同酶分别酶切分离群体DNA样品和两亲本DNA样品；3)用不同接头分别链接到四类样品的酶切产物上，分别进行PCR扩增纯化；回收特异性长度片段样品，将四类样品按照比例混合，混合时满足以下条件：A两群体样品比例按照1∶1；B两亲本样品比例按照1∶1；进行测序；4)比较两亲本测序结果，找出多态性标记，比较两组群体DNA样品测序结果，找出性状相关的分子标记及其亲本中的来源。
前述的基于测序和BSA技术的性状相关的分子标记筛选方法，其中所述步骤2)使用的限制性内切酶满足以下条件：a)酶在基因组上的酶切位点分布尽可能均匀；b)选择特定长度的酶切片段能够保证序列标签的数量；c)选择特定长度的酶切片段避免落在基因组高度重复区。
前述的基于测序和BSA技术的性状相关的分子标记筛选方法，其中所述步骤2)使用一种或者两种酶酶切。
前述的基于测序和BSA技术的性状相关的分子标记筛选方法，其中所述分离群体为两个经鉴定的性状分离群体，如F2、BC1、DH等目标性状分离的群体，其通过父母本杂交重组排除了父母本中和目标性状无关的差异。
前述的基于测序和BSA技术的性状相关的分子标记筛选方法，其中所述步骤4)还包括将分子标记定位到基因组或BAC文库。
前述的基于测序和BSA技术的性状相关的分子标记筛选方法，其中所述步骤4)还包括通过性状关联的高密度分子标记获得性状相关的候选功能基因。
前述的基于测序和BSA技术的性状相关的分子标记筛选方法，其中所述步骤4)还包括确定序列标签来自父本或者母本。
前述的基于测序和BSA技术的性状相关的分子标记筛选方法，其中所述每个群体样品测序深度为50倍以上，所述每亲本测序深度为3倍以上。
前述的基于测序和BSA技术的性状相关的分子标记筛选方法，其中所述步骤4)比较两组群体DNA样品测序结果包括特异性长度片段多态性和单核苷酸多态性分子标记。
本发明所述的基于测序和BSA技术的性状相关的分子标记筛选方法，比传统方法的优点在于使用高通量测序技术，使标记开发通量大大提高，现有的BSA方法群体数量不能太大，主要原因是采用模拟信号，结果是“有”或“无”，本发明采用测序的方法结合BSA技术获得的分子标记是数字信号，可直接根据分子标记在分离群体种的丰度进行关联分析，因此可采用大量的样本进行分析，同时保证分子标记的数量。并且该方法只对基因组特异性酶切长度片段进行测序，大大降低了基因组的复杂度，使开发成本大大降低，成本的降低使大群体深度测序成为可能，和重测序相比，测序深度和测序成本都具有明显的不可比的优势，大大提高了关联分析的稳定性和准确性，从而位精确定位基因提供基础。
附图说明
图1为本发明较佳实施例1的流程示意图；
图2为本发明较佳实施例1对父母本和两群体DNA样品测序后的分析流程示意图；
图3A为本发明较佳实施例2模拟Ecor1+Msel两种酶对白菜基因组参考序列进行酶切后450-500长度酶切片段在染色体上的密度分布图；
图3B为本发明较佳实施例2模拟Ecor1+Msel两种酶对白菜基因组参考序列进行酶切后全基因组每100K内的450-500p长度酶切片段数量分布图；
图4A为本发明较佳实施例2Ecor1+Msel双酶切白菜两亲本和两群体DNA后加接头并进行扩增后的电泳图；其中，1-5分别代表：1：群体1；2：群体2；3：亲本1；4：亲本2；5：对照；M：100bp DNA ladder；
图4B为本发明较佳实施例2两亲本和两群体样品混合后的DNA电泳图；其中，M为100bp DNA ladder，1为两群体和两亲本按照20∶20∶1∶1比例进行混合；
图4C为本发明较佳实施例2混合样品加测序接头后截取500bp-550bp长度片段电泳图；其中，M为50bp DNA ladder；1和2代表500bp-550bp长度片段；
图5为本发明较佳实施例2多态性标记在白菜分离群体中的基因分型结果图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1群体特异性长度扩增片段测序检测DNA分子标记
请参阅图1所示，包括如下步骤：
(1)本实施例处理的对象是两亲本DNA样本及经过鉴定后的分离群体DNA样本；每个分离群体中的个体样品要进行同比例混合。
(2)本实施例对要研究物种的基因组或BAC参考序列进行分析，训练参数找出最优的酶组合，选择最优的扩增产物长度片段，满足以下条件：
a酶在基因组上的酶切位点分布均匀；
b选择特定长度的酶切片段能够保证序列标签的数量；
c选择特定长度的酶切片段避免落在基因组高度重复区。
(3)对两个群体DNA样品以及两个亲本DNA样品根据(2)中选择的酶进行酶切，酶切后的四类样品分别加上不同的接头以区分不同样品，对四个样品分别进行PCR扩增纯化；回收根据(2)中选择的特异性长度片段样品，将四类样品按照比例混合，混合时满足以下条件：A两群体比例按照1∶1比例混合；B两亲本比例按照1∶1比例混合；进行DNA测序，获得高通量高测序深度的序列标签，使每个群体样品测序深度可达到50倍以上，每个亲本的测序深度达到3倍以上。
(4)比较两个样品的测序结果，进行性状关联分析，获得性状相关的多态性分子标记以及多态性分子标记在参考基因组上的位置和深度图谱，最终精细定位性状相关的候选功能基因。
图2为对父母本和两群体DNA样品测序后的分析流程示意图，包括以下步骤：
(1)通过两亲本测序结果获得两亲本序列标签，统计两亲本之间的多态性，获得多态性分子标记。
(2)通过测序获得两个分离群体的序列标签，通过序列标签和目标性状的关联分析，找出性状相关的分子标记。
(3)将性状相关标记定位回参考基因组上，生成全基因组多态性标记图谱，定义出与目标性状紧密连锁的区域，获得区域内与特定性状相关的候选基因。不能定位到基因组上的通过BAC克隆进行基因定位。
在本发明实施例中样品选择是经鉴定后的分离群体，通过父母本杂交重组排除了父母本中和性状无关的差异，使获得的标记更准确。
对基因组序列酶切分析和长度选择过程如下：
(1)分析各类酶组合对参考基因组或参考BAC序列进行酶切的结果；(2)绘制酶切片段长度分布图(选取合适的长度片段)，绘制各长度酶切片段在基因组上各染色体上密度分布图(看酶切片段的分布均匀性)；(3)选取均匀分布并且数量满足标记密度的酶切组合和酶切长度片段。
实施例2基于高通量测序的白菜高密度标记开发和雄性不育性状基因快速定位
包括如下步骤：
1、如图3A所示，为模拟Ecor1+Msel两种酶对白菜基因组参考序列进行酶切后450-500bp长度酶切片段在染色体上的密度分布图。经分析后选择效率最高的450-500bp的长度片段，该长度片段能够均匀分布在基因组所有染色体上。
2、如图3B所示，为模拟Ecor1+Msel两种酶对白菜基因组参考序列进行酶切后全基因组每100K内的450-500bp长度酶切片段数量分布图。该长度片段的密度也能够达到设计的要求。
3、通过上述分析，对白菜基因组酶切参数评估如下：
白菜基因组大小：507M
选择用于酶切的酶：Ecor1+Msel
选择的酶切片段大小：450-500
该长度片段大小在基因组上的数量：23,932
每100K有10个以上该长度片段标记的比率：94.21％
密度：平均每21,187bp有一个该长度片段
测序深度：501.47X
该长度片段分布在基因间和内含子区的比率：75.89％
该长度片段分布在外显子区的比率：19.61％
该长度片段分布在重复区域的比率：4.49％
改长度片段距离最近基因的平均距离：1,973bp
4、白菜父母本和群体的选择：用雄性不育和可育植株构建白菜父母本和群体，以白菜雄性不育植株作为父本，白菜可育植株作为母本，两亲本购自中国农科院蔬菜花卉研究所，其中雄性不育植株编号为938A，可育植株编号为太NB；群体为F2群体，对群体可育和不可育植株进行分组，群体1为可育群体，群体2为不可育群体；父本、母本及群体1、群体2各100株。
5、如表1所示，为群体中200个个体浓度和稀释倍数，稀释后个体浓度相等，进行等比例混合。
表1
样品编号 原液浓度(ng/μl) OD260/280 DNA稀释后浓度(ng/μl) 原液稀释倍数 DNA原液用量(μl)  加入ddH2O体积(μl) 稀释后DNA体积(μl)
  1   A1   429.2   2   150   2.86   20   37.23   57.23
  2   A3   360.5   1.9   150   2.40   20   28.07   48.07
  3   A4   326.8   1.98   150   2.18   20   23.57   43.57
  4   A5   781.5   1.96   150   5.21   20   84.20   104.20
  5   A6   460.2   1.98   150   3.07   20   41.36   61.36
  6   A7   648.7   2   150   4.32   20   66.49   86.49
  7   A8   402.5   1.99   150   2.68   20   33.67   53.67
  8   A9   347   1.92   150   2.31   20   26.27   46.27
  9   A10   664.9   1.98   150   4.43   20   68.65   88.65
  10   A11   487.4   1.97   150   3.25   20   44.99   64.99
  11   A12   540.3   1.99   150   3.60   20   52.04   72.04
  12   A13   342   1.96   150   2.28   20   25.60   45.60
  13   A14   492.4   2   150   3.28   20   45.65   65.65
  14   A15   348.7   1.96   150   2.32   20   26.49   46.49
  15   A16   363   1.99   150   2.42   20   28.40   48.40
  16   A17   388.9   1.97   150   2.59   20   31.85   51.85
  17   A19   333   1.98   150   2.22   20   24.40   44.40
  18   A20   525.9   2   150   3.51   20   50.12   70.12
  19   A21   562   1.98   150   3.75   20   54.93   74.93
  20   A22   349.4   1.99   150   2.33   20   26.59   46.59
  21   A24   263.1   1.94   150   1.75   20   15.08   35.08
  22   A25   173.1   1.87   150   1.15   20   3.08   23.08
  23   A26   368.4   1.98   150   2.46   20   29.12   49.12
  24   A27   394.4   2   150   2.63   20   32.59   52.59
  25   A28   501.3   1.97   150   3.34   20   46.84   66.84
  26   A29   252.3   1.96   150   1.68   20   13.64   33.64
  27   A30   367.5   1.99   150   2.45   20   29.00   49.00
  28   A34   309   1.98   150   2.06   20   21.20   41.20
  29   A35   682.7   1.99   150   4.55   20   71.03   91.03
  30   A36   262.7   1.98   150   1.75   20   15.03   35.03
  31   A37   402.9   1.98   150   2.69   20   33.72   53.72
  32   A39   771.2   1.99   150   5.14   20   82.83   102.83
  33   A41   564.6   2   150   3.76   20   55.28   75.28
  34   A44   604.2   1.99   150   4.03   20   60.56   80.56
  35   A45   285.7   1.9   150   1.90   20   18.09   38.09
  36   A47   423.9   1.99   150   2.83   20   36.52   56.52
  37   A48   412.2   1.98   150   2.75   20   34.96   54.96
  38   A50   674.8   1.97   150   4.50   20   69.97   89.97
  39   A51   414.4   1.91   150   2.76   20   35.25   55.25
  40   A52   439.4   1.98   150   2.93   20   38.59   58.59
  41   A54   618.5   2   150   4.12   20   62.47   82.47
  42   A55   459.7   2   150   3.06   20   41.29   61.29
  43   A56   528.6   1.95   150   3.52   20   50.48   70.48
  44   A57   511.1   1.99   150   3.41   20   48.15   68.15
  45   A58   697.2   1.98   150   4.65   20   72.96   92.96
  46   A59   415   1.99   150   2.77   20   35.33   55.33
  47   A60   550   1.99   150   3.67   20   53.33   73.33
  48   A61   989   1.91   150   6.59   20   111.87   131.87
  49   A62   456.7   2   150   3.04   20   40.89   60.89
  50   A63   786.8   1.97   150   5.25   20   84.91   104.91
  51   A64   325.5   1.96   150   2.17   20   23.40   43.40
  52   A65   367.1   1.99   150   2.45   20   28.95   48.95
  53   A67   267.5   1.96   150   1.78   20   15.67   35.67
  54   A68   567.2   1.99   150   3.78   20   55.63   75.63
  55   A69   267.4   1.97   150   1.78   20   15.65   35.65
  56   A70   974.1   1.95   150   6.49   20   109.88   129.88
  57   A71   461.6   2   150   3.08   20   41.55   61.55
  58   A73   483.4   1.99   150   3.22   20   44.45   64.45
  59   A74   536.2   1.99   150   3.57   20   51.49   71.49
  60   A75   1080.1   1.9   150   7.20   20   124.01   144.01
  61   A76   754.1   1.98   150   5.03   20   80.55   100.55
  62   A79   458.2   1.95   150   3.05   20   41.09   61.09
  63   A80   449.9   2   150   3.00   20   39.99   59.99
  64   A81   721.7   1.92   150   4.81   20   76.23   96.23
  65   A82   761.4   2.02   150   5.08   20   81.52   101.52
  66   A84   886.1   1.95   150   5.91   20   98.15   118.15
  67   A85   1532.5   1.96   150   10.22   20   184.33   204.33
  68   A86   343.9   1.96   150   2.29   20   25.85   45.85
  69   A87   559.3   1.99   150   3.73   20   54.57   74.57
  70   A89   680.5   1.97   150   4.54   20   70.73   90.73
  71   A90   706.5   1.94   150   4.71   20   74.20   94.20
  72   A91   1115.1   1.98   150   7.43   20   128.68   148.68
  73   A92   565.1   2   150   3.77   20   55.35   75.35
  74   A93   1506.1   1.93   150   10.04   20   180.81   200.81
  75   A94   520.8   1.98   150   3.47   20   49.44   69.44
  76   A97-1   621.2   1.91   150   4.14   20   62.83   82.83
  77   A98   1640.6   1.85   150   10.94   20   198.75   218.75
  78   A99   757.3   1.99   150   5.05   20   80.97   100.97
  79   A100   669.8   1.94   150   4.47   20   69.31   89.31
  80   A103   657.6   2   150   4.38   20   67.68   87.68
  81   A105   619.4   1.97   150   4.13   20   62.59   82.59
  82   A106   1314.2   1.93   150   8.76   20   155.23   175.23
  83   A107   873.7   1.95   150   5.82   20   96.49   116.49
  84   A108   342   1.98   150   2.28   20   25.60   45.60
  85   A109   459.2   1.99   150   3.06   20   41.23   61.23
  86   A110   278.9   1.97   150   1.86   20   17.19   37.19
  87   A112   736   1.96   150   4.91   20   78.13   98.13
  88   A113   505.9   1.99   150   3.37   20   47.45   67.45
  89   A116   184.9   1.94   150   1.23   20   4.65   24.65
  90   A117   556   2   150   3.71   20   54.13   74.13
  91   A118   861.2   1.92   150   5.74   20   94.83   114.83
  92   A119   605.7   1.96   150   4.04   20   60.76   80.76
  93   A120   217.9   1.89   150   1.45   20   9.05   29.05
  94   A121   521.3   1.97   150   3.48   20   49.51   69.51
  95   A122   662.9   1.98   150   4.42   20   68.39   88.39
  96   A123   875.2   1.96   150   5.83   20   96.69   116.69
  97   A125   561.4   1.99   150   3.74   20   54.85   74.85
  98   A127   525.2   1.96   150   3.50   20   50.03   70.03
  99   A128   522.2   1.98   150   3.48   20   49.63   69.63
  100   A129   3274.4   1.82   150   21.83   20   416.59   436.59
  101   A130   890   1.91   150   5.93   20   98.67   118.67
  102   B1   483.1   2.19   150   3.22   20   44.41   64.41
  103   B2   247.4   1.96   150   1.65   20   12.99   32.99
  104   B3   788.6   1.96   150   5.26   20   85.15   105.15
  105   B4   538.8   1.95   150   3.59   20   51.84   71.84
  106   B5   935.9   1.97   150   6.24   20   104.79   124.79
  107   B6   368.6   1.94   150   2.46   20   29.15   49.15
  108   B7   226.6   1.93   150   1.51   20   10.21   30.21
  109   B8   185   1.95   150   1.23   20   4.67   24.67
  110   B9   421.6   1.92   150   2.81   20   36.21   56.21
  111   B10   369.9   1.93   150   2.47   20   29.32   49.32
  112   B11   656.4   1.96   150   4.38   20   67.52   87.52
  113   B12   725.8   1.93   150   4.84   20   76.77   96.77
  114   B13   631.8   1.96   150   4.21   20   64.24   84.24
  115   B14   422   1.97   150   2.81   20   36.27   56.27
  116   B15   549.3   2   150   3.66   20   53.24   73.24
  117   B16   374.1   1.96   150   2.49   20   29.88   49.88
  118   B18   416.7   1.97   150   2.78   20   35.56   55.56
  119   B19   525.4   1.97   150   3.50   20   50.05   70.05
  120   B20   387.3   1.97   150   2.58   20   31.64   51.64
  121   B21   236.4   1.97   150   1.58   20   11.52   31.52
  122   B22   424.4   1.96   150   2.83   20   36.59   56.59
  123   B23   248.4   1.95   150   1.66   20   13.12   33.12
  124   B24   398.7   1.95   150   2.66   20   33.16   53.16
  125   B25   901.9   1.96   150   6.01   20   100.25   120.25
  126   B26   610.1   1.93   150   4.07   20   61.35   81.35
  127   B27   288.9   1.99   150   1.93   20   18.52   38.52
  128   B28   543.5   1.96   150   3.62   20   52.47   72.47
  129   B29   1224.9   1.99   150   8.17   20   143.32   163.32
  130   B30   273   1.92   150   1.82   20   16.40   36.40
  131   B32   428   1.92   150   2.85   20   37.07   57.07
  132   B33   539.6   1.98   150   3.60   20   51.95   71.95
  133   B34   608   1.97   150   4.05   20   61.07   81.07
  134   B35   673.6   1.93   150   4.49   20   69.81   89.81
  135   B36   1042   1.94   150   6.95   20   118.93   138.93
  136   B37   1639.2   1.97   150   10.93   20   198.56   218.56
  137   B38   708.1   1.85   150   4.72   20   74.41   94.41
  138   B39   281.6   1.95   150   1.88   20   17.55   37.55
  139   B40   459.7   1.94   150   3.06   20   41.29   61.29
  140   B41   669.9   1.95   150   4.47   20   69.32   89.32
  141   B42   797   1.95   150   5.31   20   86.27   106.27
  142   B43   560.9   1.98   150   3.74   20   54.79   74.79
  143   B44   520.1   1.97   150   3.47   20   49.35   69.35
  144   B45   343.1   1.95   150   2.29   20   25.75   45.75
  145   B46   826.6   1.96   150   5.51   20   90.21   110.21
  146   B47   295.7   1.96   150   1.97   20   19.43   39.43
  147   B48   789.5   1.97   150   5.26   20   85.27   105.27
  148   B49   332.6   1.97   150   2.22   20   24.35   44.35
  149   B50   550.4   1.96   150   3.67   20   53.39   73.39
  150   B51   601.9   1.95   150   4.01   20   60.25   80.25
  151   B52   1168.9   1.96   150   7.79   20   135.85   155.85
  152   B53   390.8   1.95   150   2.61   20   32.11   52.11
  153   B54   474.7   1.96   150   3.16   20   43.29   63.29
  154   B55   455.2   1.98   150   3.03   20   40.69   60.69
  155   B56   866.7   1.97   150   5.78   20   95.56   115.56
  156   B57   249.6   1.94   150   1.66   20   13.28   33.28
  157   B58   193.6   1.93   150   1.29   20   5.81   25.81
  158   B60   425.1   1.95   150   2.83   20   36.68   56.68
  159   B61   452.8   1.98   150   3.02   20   40.37   60.37
  160   B62   267.4   1.98   150   1.78   20   15.65   35.65
  161   B64   514.2   1.98   150   3.43   20   48.56   68.56
  162   B65   552.4   1.97   150   3.68   20   53.65   73.65
  163   B66   585.1   1.96   150   3.90   20   58.01   78.01
  164   B67   819.8   1.98   150   5.47   20   89.31   109.31
  165   B68   557   1.96   150   3.71   20   54.27   74.27
  166   B69   637.2   1.98   150   4.25   20   64.96   84.96
  167   B70   268.5   1.97   150   1.79   20   15.80   35.80
  168   B71   401.9   1.96   150   2.68   20   33.59   53.59
  169   B72   499   1.98   150   3.33   20   46.53   66.53
  170   B73   1112.4   1.96   150   7.42   20   128.32   148.32
  171   B74   361.2   1.94   150   2.41   20   28.16   48.16
  172   B75   371.1   1.98   150   2.47   20   29.48   49.48
  173   B76   501.5   1.96   150   3.34   20   46.87   66.87
  174   B77   464.4   1.96   150   3.10   20   41.92   61.92
  175   B78   416.4   1.96   150   2.78   20   35.52   55.52
  176   B79   534.1   1.99   150   3.56   20   51.21   71.21
  177   B80   365.2   1.96   150   2.43   20   28.69   48.69
  178   B81   291   1.97   150   1.94   20   18.80   38.80
  179   B82   404.9   1.96   150   2.70   20   33.99   53.99
  180   B83   309.3   1.98   150   2.06   20   21.24   41.24
  181   B84   339.7   1.96   150   2.26   20   25.29   45.29
  182   B85   483   1.97   150   3.22   20   44.40   64.40
  183   B86   465.7   1.97   150   3.10   20   42.09   62.09
  184   B87   656.6   1.94   150   4.38   20   67.55   87.55
  185   B89   738.7   1.92   150   4.92   20   78.49   98.49
  186   B90   206.3   1.99   150   1.38   20   7.51   27.51
  187   B91   672.4   1.95   150   4.48   20   69.65   89.65
  188   B92   536   1.97   150   3.57   20   51.47   71.47
  189   B93   634   1.97   150   4.23   20   64.53   84.53
  190   B94   544.8   1.96   150   3.63   20   52.64   72.64
  191   B96   332.5   1.98   150   2.22   20   24.33   44.33
  192   B97   672.5   1.93   150   4.48   20   69.67   89.67
  193   B99   1266.2   1.99   150   8.44   20   148.83   168.83
  194   B100   365.6   1.96   150   2.44   20   28.75   48.75
  195   B102   1068.5   1.86   150   7.12   20   122.47   142.47
  196   B103   591.7   1.99   150   3.94   20   58.89   78.89
  197   B110   374.9   1.98   150   2.50   20   29.99   49.99
  198   B111   912.9   1.96   150   6.09   20   101.72   121.72
  199   C2   976.7   1.98   150   6.51   20   110.23   130.23
  200   C3   663   1.92   150   4.42   20   68.40   88.40
6、如图4A所示，为Ecor1+Msel双酶切白菜两亲本和两群体DNA后加接头并进行扩增后的电泳图；其中，1-5分别代表：1：群体1；2：群体2；3：亲本1；4：亲本2；5：对照；M：100bp DNA ladder。连接所用接头为：5′-GACGATGAGTCCTGAGTACTCAGGACTCAT-3′；扩增所用引物为：
亲本1引物：5′-GACAGATGAGTCCTGAGTAA-3′
亲本2引物：5′-GACGGATGAGTCCTGAGTAA-3′
群体1引物：5′-GTGG GATGAGTCCTGAGTAA-3′
群体2引物：5′-GTGCGATGAGTCCTGAGTAA-3′
7、如图4B所示，为将上述两亲本和两群体DNA扩增后的样品进行混合后的DNA电泳图。M为100bp DNA ladder，1为两群体和两亲本按照20∶20∶1∶1比例进行混合。
8、如图4C所示，为混合样品加Solexa标准测序接头(5′-pGATCGGAAGAGCGGTTCAGCAGGAATGCCGAG-3′和5′-ACACTCTTTCCCTACACGACGCTCTTCCGATCT-3′)后截取500bp-550bp长度片段电泳图。M为50bp DNA ladder；1和2代表500bp-550bp长度片段。
9、将截取的500bp-550bpDNA样品进行Solexa测序。
10、如表2所示，对测序数据分析，获得的测序标签在分离群体中的数量分布。第一列表示所获得的标记在两分离群体中数量的比率，第二列表示符合第一列条件的来自父本的标记数量，第三列表示符合第一列条件来自母本的标记数量。
表2
  标记在分离群体中比值   父本标记   母本标记   总数
  1000   3047   45   3092
  39   1   0   1
  33   1   0   1
  31   0   1   1
  29   1   0   1
  28   1   0   1
  26   1   0   1
  25   2   0   2
  24   3   0   3
  23   3   0   3
  22   6   0   6
  21   4   2   6
  20   9   0   9
  19   13   2   15
  18   11   1   12
  17   19   0   19
  16   28   2   30
  15   41   0   41
  14   44   5   49
  13   72   6   78
  12   67   19   86
  11   122   31   153
  10   160   50   210
  9   279   78   357
  8   463   171   634
  7   687   279   966
  6   999   530   1529
  5   1720   1222   2942
  4   2638   2826   5464
  3   2295   6146   8441
  2   7401   16138   23539
  1   14493   27236   41729
  -1   8454   26350   34804
  -2   1155   11327   12482
  -3   213   3570   3783
  -4   45   2466   2511
  -5   8   3106   3114
  -6   7   1758   1765
  -7   0   910   910
  -8   1   496   497
  -9   0   437   437
  -10   0   261   261
  -11   0   158   158
  -12   0   101   101
  -13   0   77   77
  -14   0   31   31
  -15   0   14   14
  -16   0   11   11
  -17   0   11   11
  -18   0   14   14
  -19   0   4   4
  -20   0   7   7
  -24   0   1   1
  -25   0   2   2
  -27   0   1   1
  -1000   0   3708   3708
11、如图5所示，对测序数据进行分析，为多态性标记在白菜分离群体中的基因分型结果图。分别显示在来自父本的多态性标记和来自母本的多态性标记，以及在基因组上的位置信息。
12、如表3所示，为对多态性标记的基因进行分析获得的性质相关候选基因及interpro注释。
表3
Figure BSA00000188464300141
Figure BSA00000188464300151
Figure BSA00000188464300161
表3描述了处在标签丰度差异集中区域的基因分部情况，选取表2中倍数大于5的标签，且在基因组上连续出现5个标签以上的区域，定义为“目标性状相关候选区域”，然后对该区域进行基因注释。其中，第一列为基因注释获得的基因名称，第二列为落在该基因区域内的差异标签个数，第三列为相关标签的差异倍数，第四列为基因功能注释获得的Interpro编号，第五列为对Interpro功能注释的描述。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Figure ISA00000188464500011
Figure ISA00000188464500021
Figure ISA00000188464500031

Claims (1)

1.基于高通量测序的白菜高密度标记开发和雄性不育性状基因快速定位的方法，其特征在于，包括如下步骤： 
1）模拟Ecor1+Msel两种酶对白菜基因组参考序列进行酶切，选择效率最高的450-500bp的长度片段，该长度片段均匀分布在基因组所有染色体上； 
2）模拟Ecor1+Msel两种酶对白菜基因组参考序列进行酶切，对全基因组每100K内的450-500bp长度酶切片段数量分布进行分析，该长度片段的密度达到设计的要求； 
3）通过上述分析，对白菜基因组酶切参数评估如下： 
白菜基因组大小：507M； 
选择用于酶切的酶：Ecor1+Msel； 
选择的酶切片段大小:450-500bp； 
该长度片段大小在基因组上的数量:23,932； 
每100K有10个以上该长度片段标记的比率:94.21%； 
密度:平均每21,187bp有一个该长度片段； 
测序深度:501.47X； 
该长度片段分布在基因间和内含子区的比率：75.89%； 
该长度片段分布在外显子区的比率:19.61%； 
该长度片段分布在重复区域的比率:4.49%； 
该 长度片段距离最近基因的平均距离:1,973bp； 
4）白菜父母本和群体的选择：用雄性不育和可育植株构建白菜父母本和群体，以白菜雄性不育植株作为父本，白菜可育植株作为母本，群体为F2群体，对群体可育和不可育植株进行分组，群体1为可育群体，群体2为不可育群体；父本、母本及群体1、群体2各100株； 
5）对群体中200个个体浓度进行稀释，稀释后个体浓度相等，进行等比例混合； 
6）Ecor1+Msel双酶切白菜两亲本和两群体DNA，然后加接头并进行扩增；连接所用接头为：5'-GACGATGAGTCCTGAGTACTCAGGACTCAT-3'；扩增所用引物为： 
亲本1引物：5'-GACAGATGAGTCCTGAGTAA-3'； 
亲本2引物：5'-GACGGATGAGTCCTGAGTAA-3'； 
群体1引物：5'-GTGGGATGAGTCCTGAGTAA-3'； 
群体2引物：5'-GTGCGATGAGTCCTGAGTAA-3'； 
7）将上述两群体和两亲本DNA扩增后的样品按20:20:1:1的比例进行混合； 
8）混合样品加Solexa标准测序接头后截取500bp-550bpDNA样品进行Solexa测序；所述Solexa标准测序接头为5'-pGATCGGAAGAGCGGTTCAGCAGGAATGCCGAG-3'和5'-ACACTCTTTCCCTACACGACGCTCTTCCGATCT-3'； 
9）对测序数据分析，获得测序标签在分离群体中的数量分布； 
10）对测序数据进行分析，获得多态性标记在白菜分离群体中的基因分型结果图，以及在基因组上的位置信息；对多态性标记的基因进行分析获得的性质相关候选基因及interpro注释。 
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