先天性晚发白内障FVB小鼠突变基因定位及筛选

目的以自发突变导致的先天性晚发白内障小鼠为模型,进行遗传方式鉴定和白内障相关基因定位分析。方法首先通过显微镜观察组织切片鉴定白内障病理状态,其次通过构建家系确定先天性晚发白内障在FVB小鼠中的遗传方式,其次利用多重PCR靶向测序进行100只F2代小鼠的全基因组SNP扫描定位,最后利用全外显子测序筛选出候选突变基因。结果组织切片表明自发突变引起为典型白内障性状,全基因组扫描定位显示11号染色体上的rs4228772 SNP位点与白内障表型连锁程度最高;全外显子测序结果进一步表明11号染色体上有三个基因产生了自发突变,分别是Sfi1,Obscn和Ptrh2。结论本研究使用全基因组SNP扫描连锁分析与外显子测序相结合的策略,可在已知参考基因组的物种中快速定位基因突变,结果确定了11号染色体上的三个突变基因为先天性晚发型白内障的候选基因,并以显性方式遗传。该策略亦可应用于其它遗传背景清晰的模式哺乳动物的基因功能研究。

多倍体同源区段二代测序生物信息学分析关键参数优化

【目的】多倍体植物同源区段单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)标记分型挑战颇大。本研究以四倍体陆地棉同源区段聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)靶向扩增子数据集为例,观测同源区段的影响并优化生物信息学分析方案。【方法】首先扩增并测序获得136个陆地棉样本DNA的包含潜在变异的3个区段,其次使用不同参数进行比对与SNP检出,最后比较优化不同方案分析结果的异同。【结果】常规分析发现,区段1的3个SNP位点和区段2的1个SNP位点在样本中均鉴定为野生型或纯合突变型,而几乎所有样本的区段3鉴定为杂合突变型。Blast分析表明,位于A12染色体的区段3与其同源序列(位于D12染色体)相似性为96.28%。仅将区段3的同源序列作为参考序列分析,潜在SNP位点的基因型鉴定结果无变化;而将区段3与其同源序列同时作为参考序列分析,比对到区段3与其同源序列的读长的比例分别为48%、52%,因此存在较多同源区段3的读长是导致分型错误的主要原因,并确定了区段3潜在SNP位点的基因型应为TT。此外,通过对比GATK结果在区段3发现了2个新SNP且排除了3个因部分同源序列变异造成的假阳性SNP。【结论】本研究验证了同源序列的存在会严重影响多倍体SNP鉴定与生物信息学分析;对关键参数优化特别是将多倍体同源序列同时作为参考序列,能够提高SNP分型的准确度。

基于二代测序平台的微单倍型位点的分型研究

目的建立基于二代测序平台的微单倍型分型方案,调查其在中国南方汉族人群中的多态性,探讨其法医学应用价值。方法以20个微单倍型位点为研究对象,利用多重PCR构建靶向扩增子文库,以二代测序为检测手段,采用生物信息学方法构建个体微单倍型,最后进行多态性分析。结果总体测序量为2.12G,覆盖所有片段,平均覆盖深度为3353×。微单倍型内含72个SNP位点的观测杂合度范围为0.109~0.587,平均值为0.364;而20个微单倍型位点本身的观测杂合度范围为0.198~0.837,平均值为0.726,均高于SNP位点。20个微单倍型位点中仅一个位点未通过Hardy-Weinberg平衡检验,剩余19个位点的有效等位基因数值为3.119~7.170,多态信息含量为0.620~0.845,平均多态信息含量为0.711。19个有效微单倍型位点的匹配概率为0.044~0.181,累积匹配概率为3.132×10^(-19)。结论本次研究证实了19个微单倍型的参数效能与常用15个STR基因座相当,可独立应用于法医个体识别并具潜在混合物分析价值,该结果为法医遗传学实践提供更多选择。