利用深度测序定位拟南芥突变基因

论文摘要

基因定位是遗传学研究的一个重要内容。新一代测序(也称深度测序)技术具有高通量、低成本的特点,是遗传学和基因组学研究的有效方法。基于混合分离分析(BSA)的原理,本研究探讨了将深度测序与BSA结合进行基因定位的方法,并以拟南芥实例,对研究方法进行了可行性和有效性的验证。数据来源：通过拟南芥单基因突变型与野生型进行杂交,获得F2代群体,分别构建突变型与野生型DNA池,用Solexa测序方法对两个DNA池进行深度测序,获得平均长度为76bp、平均深度为13×的读段数据；数据分析方法：以已知的拟南芥基因组为参考序列,利用比对软件SOAPaligner和SNP检测软件SOAPsnp对测序数据进行过滤、筛选、比对和单核苷酸多态性(SNP)的检测。以SNP为分子标记,对两个DNA池在特定窗口(基因组区段)内的等位基因频率(d)进行差异分析,以固定步长将窗口沿基因组滑动,获得d值沿基因组变化的曲线。通过置换测验的方法估计总体显著水平为0.05时的阈值,高于阈值的d值高峰即为目标基因或突变位点的位置。主要结果：1、两个DNA池的测序结果共有29,264,012条读段,过滤后剩下27,215,532条读段,有83.35%的读段能够匹配到参考基因组上,其中唯一匹配率和多匹配率分别为84.55%和15.45%。2、共检测到292,725个SNP位点。进一步滤除深度<2或≥50的位点,最终获得285,671个SNP位点,在全基因组内平均密度为1.6/kb。3、以10kb为步长,分别以100kb、200kb、300kb、400kb为移动窗口对基因组进行扫描,最终将突变位点(目标基因)定位在1号染色体末端(约2853000—2898000区间)。本研究结果证明了深度测序与BSA相结合进行基因定位的可行性和有效性。该方法一个突出的优点是,可以将目标基因直接定位到物理图谱上。随着深度测序技术的进一步发展和费用的不断降低,该方法将在基因定位中得到广泛应用。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 文献综述
• 1.1 SNP
• 1.1.1 SNP的简介
• 1.1.2 SNP检测技术的发展
• 1.1.3 SNP研究应用
• 1.2 基因突变
• 1.2.1 基因突变简介
• 1.2.2 基因突变的检测方法
• 1.3 混合分组分析法（BSA）
• 1.3.1 BSA的简介
• 1.3.2 BSA的应用
• 1.4 高通量测序技术
• 1.4.1 当今测序技术的发展
• 1.4.2 新一代测序技术的简介
• 1.4.3 新一代测序技术的应用
• 1.4.4 新一代测序技术的发展现状
• 2 材料与方法
• 2.1 数据来源和过滤
• 2.2 数据分析方法
• 2.2.1 全基因组大规模并行序列比对
• 2.2.2 全基因组的单核苷酸多态性检测
• 2.2.3 SNP数据分析
• 2.2.4 突变位点的检测
• 3 结果与分析
• 3.1 比对数据分析
• 3.1.1 测序深度
• 3.1.2 读段比对百分比统计
• 3.2 SNP数据分析
• 3.2.1 SNP统计
• 3.2.2 SNP分布密度
• 3.2.3 SNP类型统计
• 3.3 突变位点预测
• 3.3.1 样本百分比统计
• 3.3.2 差异显著分析
• 4 讨论
• 4.1 有关全基因组段序列并行比对
• 4.2 有关SNP的检测
• 4.3 突变位点的确定
• 参考文献
• 附录：与本实验有关的程序
• 致谢