小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法技术

本发明专利技术涉及基因组学及生物信息学技术领域，尤其涉及小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法。本发明专利技术包括以下步骤：A、获得小麦远缘杂交后代渐渗系和小麦受体的全基因组序列；B、将小麦参考基因组序列和小麦近缘植物参考基因组序列作为参考序列，将小麦受体的reads以及渐渗系的reads分别与所述参考序列进行比对，挑选出覆盖度大于等于基因全长2/3且仅在小麦远缘杂交后代渐渗系与小麦近缘植物存在的基因，作为候选基因。本发明专利技术能够简单而快速地检测渐渗系材料，并且能高效并准确地挖掘外源功能候选基因，为功能基因的克隆奠定基础。奠定基础。奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法


[0001]本专利技术涉及基因组学及生物信息学
，尤其涉及小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法。

技术介绍

[0002]小麦是世界上最重要的粮食作物之一，实现高产，稳产，优质是小麦育种的三个目标。遗传基础的狭窄限制了小麦育种目标的实现，通过远缘杂交的方式丰富小麦育种基因池是打破小麦育种基因资源瓶颈的有效方式。为了能够有效地利用外源基因，摆脱遗传累赘，渐渗系材料被广泛地应用于小麦遗传改良，但是传统的原位杂交方法无法有效地检测渐渗系材料。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法，用以解决现有技术中无法有效检测渐渗系材料的缺陷，本专利技术能够简单而快速地检测渐渗系材料，并且能高效并准确地挖掘外源目的基因。
[0004]本专利技术提供一种小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法，包括以下步骤：
[0005]A、获得小麦远缘杂交后代渐渗系和小麦受体的全基因组序列；
[0006]B、将小麦参考基因组序列和小麦近缘植物参考基因组序列作为参考序列，将小麦受体的reads以及渐渗系的reads分别与所述参考序列进行比对，挑选出覆盖度大于等于基因全长2/3且仅在小麦远缘杂交后代渐渗系与小麦近缘植物存在的基因，作为候选基因。
[0007]根据本专利技术提供的小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法，还包括以下步骤：
[0008]C、将所述候选基因与小麦参考基因组序列进行对比得到两者的SNP差异，根据SNP差异位点开发分子标记，利用所述分子标记验证所述候选基因的可靠性。本专利技术提供小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法，该方法只需对小麦远缘杂交衍生的渐渗系及其小麦受体两个样品进行重测序，结合生物信息学分析、比较基因组学和功能标记开发验证，可实现从小麦远缘杂交渐渗系中快速挖掘外源功能候选基因。本专利技术能够简单而快速地检测渐渗系材料，并且能高效并准确地挖掘外源候选基因，为功能基因的克隆奠定基础。
[0009]在本专利技术的一些实施例中，步骤A包括对原始测序数据进行质控、去污染和接头，得到高质量的测序数据；具体方法为：去除两端测序质量值小于20的碱基，小于25bp的测序读长将被去除，过滤使用Trimmomatic软件执行。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，步骤B中，将小麦参考基因组序列与野生近缘植物基因组序列进行整合作为总的参考序列。
[0011]根据本专利技术提供的小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法，步
骤B覆盖度查看的具体方法为，用IGV软件查看覆盖度挑选覆盖度大于等于基因全长2/3的并且仅在小麦远缘杂交后代渐渗系与小麦近缘植物存在的基因。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，步骤B中，小麦近缘植物参考基因组序列与小麦参考基因组序列进行整合作为总的参考序列；和/或
[0013]利用BWA将小麦受体的重测序数据以及渐渗系的重测序数据分别与所述总的参考进行序列比对，和/或
[0014]然后用hts
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tools软件筛选可靠度较高的reads；和/或
[0015]最后用IGV软件查看覆盖度。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，步骤B中包括，利用BWA将小麦受体的reads以及渐渗系的reads分别与所述参考序列进行比对；
[0017]和/或，用hts
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tools软件筛选reads；
[0018]和/或，用IGV软件查看覆盖度。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，步骤B包括利用BWA软件将小麦受体重测序数据以及渐渗系的重测序数据与所述总的参考序列进行比对，然后用hts
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tools筛选可靠度较高的reads，用IGV软件比对，找出覆盖度高并且仅在小麦远缘杂交后代渐渗系与小麦近缘植物存在的基因，获得渐渗系中外源染色体片段中特异的基因，作为候选基因。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，步骤C中，将获得的候选基因序列通过BLAST与小麦基因序列进行比对。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，步骤C中，将获得的候选基因序列通过BLAST与小麦参考基因组序列进行比对。
[0022]根据本专利技术提供的小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法，还包括以下步骤：
[0023]D、对筛选出的候选基因利用KEGG、GO、TO中的一个或几个进行功能注释。
[0024]在本专利技术的一些实施例中，步骤C中，所开发的分子标记包括EST、KASP标记。
[0025]在本专利技术的一些实施例中，本专利技术所述小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法，包括以下步骤：
[0026]A、小麦远缘杂交后代渐渗系和小麦受体的重测序：分别获取小麦远缘杂交后代渐渗系和小麦受体植株的叶片，分别提取DNA；利用第二代测序技术对各自的样品进行建库和测序，分别得到小麦受体和渐渗系的重测序数据；
[0027]B、渐渗系中外源染色体片段中特异的基因：将小麦参考基因组序列和小麦近缘植物参考基因组序列进行整合作为总的参考序列；将小麦受体的reads以及渐渗系的reads分别与所述总的参考序列进行比对，排序并去除重复，然后筛选可靠度较高的reads,最后将reads映射到注释文件上相对应的基因，相比较小麦受体的结果，用IGV软件比对，找出覆盖度高并且仅在小麦远缘杂交后代渐渗系与小麦近缘植物存在的基因，获得渐渗系中外源染色体片段中特异的基因，作为候选基因；
[0028]C、分子标记开发：将获得的候选基因序列与小麦参考基因序列进行比对，根据比对结果找出候选基因与小麦基因组之间的SNP差异，根据SNP差异位点开发分子标记；通过聚丙烯凝胶电泳验证标记的可靠性；
[0029]D、候选基因功能预测：对于步骤C中通过标记筛选的候选基因，通过KEGG，GO，TO结
合进行功能注释。
[0030]在一些实施例中，本专利技术提供小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法，包括以下步骤：
[0031]A、小麦远缘杂交后代渐渗系和小麦受体的重测序：分别获取小麦远缘杂交后代渐渗系和小麦受体植株的叶片，分别提取DNA；利用第二代测序技术和平台对各自的样品进行建库和测序，分别得到小麦受体和渐渗系的重测序数据；
[0032]B、渐渗系中冰草外源染色体片段中特异的基因：将小麦参考基因组序列和小麦近缘植物参考基因组序列进行整合作为总的参考序列；将小麦受体的reads以及渐渗系的reads分别与所述总的参考序列进行比对，排序并去除重复，然后筛选可靠度较高的reads,最后将reads映射到注释文件上相对应的基因，相比较小麦受体的结果，用IGV软件比对，找出覆盖度高并且仅在小麦远缘杂交后代渐渗系与小麦近缘植物存在的基因，获得渐渗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法，其特征在于，包括以下步骤：A、获得小麦远缘杂交后代渐渗系和小麦受体的全基因组序列；B、将小麦参考基因组序列和小麦近缘植物参考基因组序列作为参考序列，将小麦受体的reads以及渐渗系的reads分别与所述参考序列进行比对，挑选出覆盖度大于等于基因全长2/3且仅在小麦远缘杂交后代渐渗系与小麦近缘植物存在的基因，作为候选基因。2.根据权利要求1所述小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法，其特征在于，还包括以下步骤：C、将所述候选基因与小麦参考基因组序列进行对比得到两者的SNP差异，根据SNP差异位点开发分子标记，利用所述分子标记验证所述候选基因的可靠性。3.根据权利要求1或2所述小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法，其特征在于，还包括以下步骤：D、对筛选出的候选基因利用KEGG、GO、TO中的一个或几个进行功能注释。4.根据权利要求1
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3任一项所述小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法，其特征在于，步骤B中包括，利用BWA将小麦受体的reads以及渐渗系的reads分别与所述参考序列进行比对；和/或，用hts
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nim
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tools软件筛选reads；和/或，用IGV软件查看覆盖度。5.小麦
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冰草渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法，其特征在于，利用权利要求1
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4任一项所述小麦远缘杂交后代渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法；优选的，所述小麦
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冰草渐渗系为普冰3504；和/或，所述小麦受体为Fukuhokumugi；和/或，所述小麦近缘植物为冰草Z559。6.根据权利要求5所述小麦
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冰草渐渗系中发掘外源功能候选基因的方法，其特征在于，步骤C中利用以下引物验证候选基因的可靠性：7720
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【专利技术属性】
技术研发人员：李立会，梁学忠，周升辉，郭宝晋，林益达，韩冰，韩海明，张锦鹏，杨欣明，李秀全，刘伟华，鲁玉清，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：