基于核心基因组低成本组装解析生物多品系间的遗传多态性

【作者】 齐美芳； 李子娟； 刘春梅； 胡文艳； 叶露幻； 谢忆林； 庄意丽； 赵飞； 滕婉； 郑琪； 徐麟； 郎曌博； 童依平； 张一婧；

【机构】 中国科学院上海生命研究院植物生理生态研究所； 中国科学院遗传与发育生物学研究所； 中国科学院上海植物逆境生物学研究中心；

【摘要】 植物普遍具有高度的遗传多样性,为分子育种提供了丰富的遗传资源。对一些重要农艺性状的研究需要比较不同群体或者栽培种和野生种之间的遗传多态性。但是,很多农作物的基因组非常大,达到Gb的尺度,比如小麦、大麦、棉花、花生等。使用全基因组测序与重测序来研究遗传多态性的成本非常高,目前已有的其他的替代方案如外显子组捕获测序、基于限制性酶的简化基因组测序、转录组测序等,对于类似小麦这种大基因组或者遗传多态性非常高的物种,有一定的局限性。我们通过捕获富集在基因附近的组蛋白修饰,开发了一种不依赖参考基因组序列获取核心基因组(主要包括启动子和基因序列)的测序方案,CGT-seq。在小麦中的测试表明,CGT-seq可以覆盖95%的基因区和89%的启动子区域。应用CGT-seq比较籼稻与粳稻的核心基因组序列,可以找到几百个新基因和调控序列,而且,由于表观修饰相对稳定,在不同的生态型中CGT-seq捕获能够捕获相同的位置,方便揭示等位变异。综上,针对以小麦为代表的经济作物基因组偏大,遗传多态性高的特点,我们设计了利用基因附近的表观修饰位点富集包含基因区和启动子区的核心基因组序列信息,开发相关实验和数据分析流程,降低对于不同品种小麦核心基因组拼接的成本,从而推动小麦等大基因组作物的分子遗传育种与群体遗传学研究。更多还原