【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及保种群保种效果监测和评价，具体为一种基于低深度全基因组重测序技术对保种群保种效果进行评价的方法。
技术介绍
1、畜禽遗传资源保护是为了充分保护畜禽遗传资源的多样性，为满足不同市场需求的新品中(配套系)培育提供遗传素材。目前畜禽遗传资源保护主要通过活体保种、基因库保种以及细胞保种等方式进行，活体保种能最大程度保护畜禽原本的状态、特性以及遗传多样性，是目前保种工作的主要方式，在活体保种过程中因各种原因可能导致保种群遗传结构的改变，因此定时对保种群保种效果进行评价以监测保种效果，从而及时发现保种过程中发现的问题并采取措施加以解决是保种工作的一个重要内容。
2、最初人们通过对表型性状记录进行分析来对保种效果的评价最，由于有些表型受到环境因素影响较大，导致通过表型记录难以实现全面的准确评估。随着分子遗传标记技术的产生和发展，分子遗传标记开始应用于保种效果的评价。最初采用的分子标记为随机扩增dna多态性和限制性片段长度多态性等第一代分子标记对基因组dna进行分析。但是这些分子标记受到许多因素影响，稳定性和重复性差。随后被第二代分子标记—微卫星重复序列标记取代，但是该类标记分析方法采用的标记数有限，无法代表全基因组水平的情况，其评价的准确性仍然不足。随着测序技术的发展为更全面精确地监测保种效果提供了新的方法，按照全基因组标记密度从低到高的顺序，有高密度snp芯片、简化基因组测序以及全基因组重测序。高密度snp芯片、简化基因组测序方法可以获得全基因组水平上数以万计的标记位点分型结果，但是由于标记密度有限，且标记在染色体
3、目前尚未见应用低深度全基因组重测序技术对畜禽保种效果进行评估的研究报道。本申请建立了利用低深度全基因组重测序技术所获得的高质量高密度的snp基因型数据对畜禽保种群的保种效果进行评价的方法，为畜禽活体保种的保种效果的评价提供了一个行之有效的低成本的评价监测方法。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于低深度全基因组重测序技术对保种群保种效果进行评价的方法，克服了已有方法的缺陷，为畜禽遗传资源保护中保种群保种效果的评价提供了一个更为有效的方法。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于低深度全基因组重测序技术对保种群保种效果进行评价的方法，包括以下步骤：
3、步骤一，采集保种群至少800个个体的组织样品，用于基因组dna提取；
4、步骤二，应用magpure tissue&blood dna lq kit试剂盒提取各样品基因组dna，利用tn5转座酶对每个个体建立基因文库，并进行低深度全基因组重测序；
5、步骤三，利用base-va软件对比前后的低深度重测序数据识别多态位点并推测等位基因频率进行snp分型，应用stitch软件进行基因型填充；
6、步骤四，使用plink进行质量控制，标准及流程如下：(1)snp检出率≥95％，(2)最小的等位基因频率≥0.01，(3)哈德温伯格平衡检验p值≥1×10-6，(4)置信度>0.4，对填充后的基因型数据进行严格质控，过滤不合格的数据保留符合要求的数据应用于后续研究；
7、步骤五，基于全基因组数据对各保种群的遗传多样性进行评估，计算各保种群的多态性标记比例(pn)、平均期望杂合度和平均观察杂合度，分析太行鸡保种群体的遗传多样性。
8、步骤六，对各保种群两个基因座之间的连锁程度进行分析。
9、步骤七，使用gcta软件按照price等提出的eigenstrat方法对各保种群进行主成分分析，利用plink软件中的--genome命令调用ibs，对保种群个体间的遗传距离和遗传相似系数以及保种群间的遗传距离和遗传相似系数进行分析。
10、步骤八，应用plink软件分析保种群连续性纯合片段(runs of homozygosity，roh)，统计每个样本roh的长度，通过计算个体中roh片段的总长度与常染色体基因组总长度的比值，获得每个样本基于roh的近交系数，群体检测样本求平均值即为各保种群的近交系数。
11、优选的，步骤五中，所述plink软件计算出每个位点的maf值，然后统计表现为多态的位点(maf≥0.01)占总位点的比例，该值即为群体的多态性标记比例：pn＝m/n
12、式中，pn为多态性标记比例，m为表现多态的位(maf≥0.01)点数，n为总的位点(检出率≥95％)数。
13、优选的，步骤五中，平均期望杂合度指的是群体中所有个体期望杂合度的均值；平均观察杂合度指的是群体中所有个体观察杂合的均值。对质控后的snps采用plink(v1.90)软件进行杂合度的统计计算，具体计算公式如下：
14、
15、
16、式中，为平均观察杂合度，为平均期望杂合度，其中n为群体的总个体数，n为总的位点数，hk为位点k的杂合个体数，pki为位点k等位基因i的频率。
17、优选的，步骤六中，所述两个基因座之间的连锁程度可以用连锁不平衡系数来度量，常用的连锁不平衡系数为r2，连锁不平衡系数r2的计算公式为：
18、
19、式中，假设a，b为2个相邻的基因，其等位基因分别为a，a和b，b。p(ab)为后代群体中观察得到的单倍体基因型ab所得到的概率，p(a)，p(b)，p(a)，p(b)表示a、b、a、b等位基因频率的观察值，r2的取值范围为0-1，r2的值越大，表示连锁不平衡程度越强，当r2为1时表示完全连锁，r2为0时表示自由重组。
20、优选的，步骤七中，所述不同保种群体的遗传关系进行分析，主成分分析使用gcta软件按照price等提出的eigenstrat方法计算前2个主成分进行主成分分析，分析结果通过r进行可视化，其分析结果以图的形式来展示研究群体中所有个体的聚类情况，利用plink软件中的--genome命令调用ibs进行计算样本间的遗传距离和遗传相似系数反映群体间遗传分化的程度，具体计算公式如下：
21、
22、式中，dij为计算个体i和个体j之间的遗传距离；l为个体间用于计算ibs的snp数；dkig＝0，个体i和个体j在位点k上的基因型完全相同(aa|aa；或者aa|aa；或者aa|aa)；d_kig＝0.5，个体i和个体j在位点k上的基因型有一个等位基因相同(aa|aa；或者aa|aa)；dkij＝1：个体i和个体j在位点k上的基因型完全不相同(aa|aa)本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于低深度全基因组重测序技术对保种群保种效果进行评价的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于低深度全基因组重测序技术对保种群保种效果进行评价的方法，其特征在于，步骤四中，所述plink软件计算出每个位点的MAF值，然后统计表现为多态的位点(MAF≥0.01)占总位点的比例，该值即为群体的多态性标记比例：PN＝M/N
3.根据权利要求1所述的一种基于低深度全基因组重测序技术对保种群保种效果进行评价的方法，其特征在于，步骤五中，平均期望杂合度指的是群体中所有个体期望杂合度的均值；平均观察杂合度指的是群体中所有个体观察杂合的均值。对质控后的SNPs采用Plink(V1.90)软件进行杂合度的统计计算，具体计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于低深度全基因组重测序技术对保种群保种效果进行评价的方法，其特征在于，所述两个基因座之间的连锁程度可以用连锁不平衡系数来度量，常用的连锁不平衡系数为r2，连锁不平衡系数r2的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的一种基于低深度全基因组重测序技术对保种群保种效
6.根据权利要求1所述的一种基于低深度全基因组重测序技术对保种群保种效果进行评价的方法，其特征在于，所述Plink软件分析连续性纯合片段(Runs of Homozygosity，ROH)，统计每个样本ROH的长度，通过计算个体中ROH片段的总长度与常染色体基因组总长度的比值，获得每个样本基于ROH的近交系数，群体检测样本求平均值即为该群体的近交系数，因此，个体中ROH的总长度越长或者数量越多，该个体的近交系数就越高：
7.根据权利要求1所述的一种基于低深度全基因组重测序技术对保种群保种效果进行评价的方法，其特征在于，所述Plink和GCTA软件分别构建状态同源(Identity by State，IBS)矩阵和G矩阵，分析2个保种群体的遗传距离亲缘系数，G矩阵构建中个体间及亲缘关系系数公式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于低深度全基因组重测序技术对保种群保种效果进行评价的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于低深度全基因组重测序技术对保种群保种效果进行评价的方法，其特征在于，步骤四中，所述plink软件计算出每个位点的maf值，然后统计表现为多态的位点(maf≥0.01)占总位点的比例，该值即为群体的多态性标记比例：pn＝m/n
3.根据权利要求1所述的一种基于低深度全基因组重测序技术对保种群保种效果进行评价的方法，其特征在于，步骤五中，平均期望杂合度指的是群体中所有个体期望杂合度的均值；平均观察杂合度指的是群体中所有个体观察杂合的均值。对质控后的snps采用plink(v1.90)软件进行杂合度的统计计算，具体计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于低深度全基因组重测序技术对保种群保种效果进行评价的方法，其特征在于，所述两个基因座之间的连锁程度可以用连锁不平衡系数来度量，常用的连锁不平衡系数为r2，连锁不平衡系数r2的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的一种基于低深度全基因组重测序技术对保种群保种效果进行评价的方法，其特征在于，所述不同保种群体的遗传关系进行分...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊宝良，王学静，王德贺，胡晓湘，张浩，李德娟，崔梦迪，
申请(专利权)人：河北农业大学，
类型：发明
国别省市：
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