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首款油菜50K泛基因组液相捕获芯片BnaPan50T发布

2022-10-25  17:31:44|来源:dhy大红鹰官方网站|浏览数:2225

       油菜是世界范围内广泛种植的油料作物,其油菜籽占全世界油料产量的13%,也是世界上第三大油料作物。油菜Brassica napus(2n=38,AACC)是一个异源四倍体,具有相对复杂的基因组。目前基因测序和基因芯片技术已广泛应用于油菜的科研及分子育种研究,其多倍体基因组的复杂性增加了测序成本,影响了测序精度。目标捕获结合高通量测序是一种可以从感兴趣的基因组区域或位点鉴定遗传变异的有效方法,具有较高的灵活性和可拓展性,能够经济高效地捕获高覆盖深度下的变异信息。目前该技术在人类外显子测序以及部分植物中应用较为广泛,如小麦和玉米,但是在油菜上依旧缺乏相应的研究和应用。       
        近日,西南大学农学与生物科技学院李加纳/卢坤教授团队利用靶向捕获技术,完成了油菜50K泛基因组液相捕获芯片的开发以及芯片的评估测试,并在油菜DH群体上进行了应用验证。该研究论文已在 The Crop Journal ( https://doi.org/10.1016/j.cj.2022.08.008 )上在线发表。西南大学农学与生物科技学院2022级博士黎小东、已毕业硕士刘绪梅和2020级博士范永海为该文共同第一作者,李加纳教授和卢坤教授为共同通信作者。该研究得到了国家自然科学基金重点项目、面上项目、重庆英才计划、重庆市自然科学基金和西南大学种质资源创制项目的资助。

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       dhy大红鹰官方网站(北京)生物技术股份有限公司 承担了该研究油菜泛基因组50K液相捕获芯片的设计、检测及分析的部分相关工作。目前公司已经在液相靶向捕获技术应用上,完成了无参考基因组,单一参考基因组和泛基因组物种三种场景全覆盖的液相基因芯片的开发、检测、分析流程化的技术积累和实现,同时可提供高通量、低成本、高效率的分子育种和科研项目基因分型技术平台搭建和检测服务。

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一、油菜泛基因组50K液相捕获芯片产品设计

       利用前期完成的 588 份重测序油菜材料,开发了一个油菜目标捕获测序SNP基因分型平台—BnaPan50T。该平台内共有 54,765 个SNP标记,其中包括 54,058 个泛基因组重测序标记以及 855 个性状关联标记。

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二、产品特征

    1. 优先选择功能性SNP标记设计;
    2. 多态性SNP标记密度高,质量高,稳定性好,在全基因组上分布均匀;
    3. 液相捕获,芯片大小定制化,性价比更加突出;


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三、产品评估、比较和应用

       在12个代表性样品的捕获测试中,BnaPan50T表现良好。与传统的基因分型芯片相比,BnaPan50T 的SNP密度较高,在特异性物理位置和注释功能基因中所占比例也更高。而基于90个DH系的靶向捕获测序和全基因组重测序的分析比较结果,发现该平台的目标区域捕获特异性为 60%10x 覆盖均一性为 78% 以及基因分型准确性为 93%

       利用BnaPan50T构建的遗传图谱进行QTL定位分析,挖掘了一些在多个环境下与产量性状密切相关的候选基因。最后从BnaPan50T中筛选出 132 个核心SNP位点,构建了DNA指纹图谱用于油菜种质资源的鉴定。

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四、产品基因组育种应用

1) 科研应用

    1. 遗传图谱构建

    2. QTL定位、BSA分析

    3. 群体遗传学、群体进化

    4. 全基因组关联分析(GWAS)

2) 育种应用

    1. 分子标记辅助育种(MAS)、全基因组选择育种(GS)

    2. 品种产权保护

    3. 种子纯度和真实性鉴定

    4. 杂种优势划分,群体结构及亲缘关系分析


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