SNP开发验证的研究方法和技术路线.doc
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1、SNP开发/验证的研究方法和技术路线1分子标记:分子标记,我想这部分是我们分子标记组最核心的任务。现在,我们没有任何可用的标记检测我们的定位材料。即使想要验证已经定位的QTLs,我们也需要相相应的区间内的分子标记,特别是SNP标记。1.1 全基因组SNPAffymetrix芯片:一套完整的全基因组的SNP芯片,相对于Douglas体系,其操作简朴,高通量。可以直接对定位群体进行初定位的扫描或是对育种材料的背景进行分析。在国家玉米改良中心,有一套3k的Illumina芯片,就是用来对玉米材料进行高通量检测,基因型检测结果通常可以用来QTLs初定位,育种材料的群体划分与纯度鉴定以及低密度的关联分析
2、等。在此,我建议我们应当开发一套番茄基因型检测的芯片。目前,只是查找到Illumina芯片有一套全基因SNP信息,包含7,720条探针。而Affymetrix公司目前并没有相应的产品。但是通过跟Affymetrix公司了解,可以运用Illumina芯片已有的结果进行开发。番茄目前测序结果显示其全基因组大小为760Mb,而玉米为2,500Mb,但是他们涉及的基因数目30,000个,整体情况相近。此外,番茄作为自交植物,其LD的衰减值应当更大,有效的历史重组会更少,遗传多样性低。因此,综合考虑,我建议我们可以开发3k芯片,应当可以满足大多数研究材料、育种材料的基因型检测需求。虽然目前下一代测序技术
3、蓬勃发展,但是对于用于基因型检测来讲,其数据分析与成本相对于芯片都要更复杂和更高。总之,我们番茄处在刚刚发展阶段,我认为就基因型检测方面,芯片有其很高的应用价值。即使像玉米,这样测序技术发展很数年的材料,芯片技术也在应用。1.2全基因组SNPDouglas:当用Affymetrix芯片检测鉴定完番茄基因型并完毕基因型分析之后,1)对于优良的QTLs或是基因,我们可以直接选择覆盖整个区间的分子标记运营Douglas系统进行分子标记辅助育种,2)对于需要进一步验证的QTLs,我们也可以运用Douglas系统只检测材料覆盖定位区间的基因型,而不需要再一次运用Affymetrix芯片或是其他方法进行全
4、基因检测(图1.1)。3)对于一些高信息量,均匀分布在全基因的SNP分子标记,可以用来构建番茄的指纹图谱。因此,一套完整可以与Affymetrix芯片相相应的SNP标记是必不可少的。图1.1 QTL区间上的SNP标记分布图注:蓝色为进一步片段,棕色为背景染色体。1.3 Douglas系统下SNP标记的开发通过建立稳定、可靠的番茄DNA提取流程与优化PCR反映体系,筛选具有一致性、稳定性与多态性SNP分子标记引物,从而构建番茄全基因组SNP分子标记。全基因组的SNP分子标记,可以用于番茄QTL定位群体的检测,分子标记辅助育种的选择以及全基因组选择的群体基因型的检测。同时,从中挑选高质量,高信息量
5、的分子标记用于构建一套完毕的番茄指纹图谱,检测品种一致性。1.3.1 供试材料:22份材料的DNA用作特异性引物筛选,2份水作为NTC(None Template Control),共计24份模板作为SNP引物的初期筛选。以上实验在Q6仪器上进行。对于筛选获得的一致性引物,在运用94株番茄自交系与2份水作为模板,进一步在Douglas仪器上验证。1.3.2 DNA提取:1. 取10mg 植物组织,加入研磨介质和400l 裂解液,研磨5min,3000g离心5min。2. 加入裂解液1/3 体积的提取液,旋涡振荡混匀,冰浴(或置于-20冰箱中)5min,于4,3200g 离心10min,吸取上清
6、300400l 加入到样品板中。3. 按照下表在各96 孔板中加入试剂:板号板型板名成分样品及试剂体积1Microtiter deep well 96plate样品板(Lysis)样品反映液无水乙醇300400l400l2Microtiter deep well 96plate洗涤板I(W1)PW磁珠800l30l3Microtiter deep well 96plate洗涤板II(W2)80%乙醇磁套800l4KingFisher 96 KF plate洗脱板(Elution)TE1.050100l4. 将各96 孔板按仪器提醒顺序放入仪器中,运营程序。5. 程序运营结束后,将DNA 溶液转
7、移PCR 板中并测量浓度(100ng/l),进行后续实验或于-20保存待用。1.3.3 分子标记命名:分子标记所有采用统一的命名规则,这样有助于结果的修改与维护。例如:名称IDSNP位点正向引物反向引物模板序列SolBeckman-00001-V1Sol00001A/G引物合成:由上海生工公司负责引物合成。1.3.4 SNP分子标记的开发:最近,Sim等人运用番茄的Illumina芯片检测410份自交系与16份番茄品种的基因型。本研究在此基础上,运用Illumina开发的7,720条探针序列,选择其中丢失频率小于10%,等位基因频率大于10%的探针序列,获得3,500条探针序列,作为SNP引物
8、开发的模板序列(),每条序列的长度为100bp,SNP 上下游各50bp。初期,我们可以从3500条探针中,选取120探针序列作为模板发展引物,这120条序列规定分布在12条染色体上并且在每条染色体上尽量保证均匀分布。假如实验成功,我们可以逐步地将剩余的探针序列发展成为SNP引物。1.3.5正向引物设计:由于我们需要使用KASP基因分型检测试剂盒,本试剂盒对正向引物已经拟定为SNP位点上游20bp(涉及SNP位点),同时需要人工加上FAM或是HEX序列(图1.2)。因此,我们需要单独设计反向引物。图1.2 正向引物设计1.3.6反向引物设计:运用Primer3.0软件对模板序列进行引物选择,引
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