基于重测序的南方高蛋白大豆品种福豆234的遗传变异

【目的】揭示南方高蛋白大豆遗传变异提供理论参考。【方法】通过高通量测序技术对南方高蛋白大豆品种福豆234进行全基因组重测序。【结果】共获得64 757 037条Clean reads,测序深度为17×,基因组覆盖度分别达98.08%(1×)和96.25%(5×)。共鉴定出1 478 393个单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism, SNP)位点和356 739个小片段插入缺失(Small insertion-deletion, Small InDel)位点。其中共鉴定出14 323个非同义SNP突变的基因,4 186个Small Indel的突变基因位于编码区(Coding sequence, CDS)。通过COG(Clusters of orthologous groups of proteins)分析发现信号传导机制、转录、碳水化合物转输和代谢等和KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)分析发现碳代谢、淀粉和蔗糖代谢、氨基酸生物合成、植物激素信号传导、内质网蛋白质加工等通路与福豆234遗传变异相关。此外,本研究以大豆籽粒蛋白质含量数量性状基因座(Quantitative trait locus, QTL)的两个主要区段内的候选基因进行分析,发现有65个基因发生SNP或Small InDel水平的变异,其中,SNP变异类型达10种,Small InDel变异类型达7种。【结论】本研究初步揭示南方高蛋白大豆的遗传变异规律,为高蛋白大豆品种选育和分子标记的开发提供数据支持和理论依据。

基于重测序的大豆新品种齐黄34的全基因组变异挖掘

为全面揭示大豆优良品种和重要亲本的全基因组突变类型,采用高通量重测序技术,对大豆品种齐黄34进行全基因组重测序,测序深度13×,共检测到1 519 494个单核苷酸多态位点,357 549个小片段插入缺失位点,4 506个结构变异;这些变异共导致了17 748基因变异;大量光周期相关的重要基因发生突变,其中包括CRYPTOCHROME 2、GIGANTEA、Timing of CAB expression 1、E1、PHYTOCHROME A、Flowering Locus T、CONSTANS、Terminal Flower like等,齐黄34为E1基因型。本研究为分子标记辅助选择提供了重要的标记资源。

韩国赤芝全基因组重测序分析

目的:探索韩国赤芝与中国赤芝CGMCC5.0026间在基因组水平上存在的差异,为赤芝的遗传育种提供研究基础。方法:采用高通量重测序技术,对韩国赤芝进行全基因组重测序,并对单核苷酸多态位点突变(SNP)、小片段插入缺失变异(InDel)、结构变异(SV)进行检测和注释。对DNA水平变异基因进行KEGG、GO、COG、NR、SwissProt数据库注释。结果:韩国赤芝重测序覆盖深度为44×,与中国赤芝CGMCC5.0026相比,共发现10607个基因发生非同义SNP,4774个InDel和1428个SV,共导致9469个基因发生变异。这些变异基因中有转录因子86个,细胞色素P450 195个。结论:本研究通过对中国赤芝和韩国赤芝基因组序列进行比较,为赤芝的分子标记育种和对完善灵芝模式真菌研究体系提供了基础。

全基因组重测序分析4个毛竹变型的秆形和秆色变异

为揭示毛竹重要变型的全基因组突变类型,选取4个有代表性的毛竹变型,采用高通量重测序技术,进行全基因组重测序,测序深度12×。分别提取毛竹4个变型与参考基因组间发生非同义突变的SNP、CDS区发生InDel与SV的基因,比较可以发现,2个秆形变异的竹种圣音竹和厚壁毛竹基因组的变异基因数目和变异类型相近,而2个秆色变异的竹种黄槽毛竹和黄皮花毛竹基因组的变异数目和变异类型相近。4个毛竹变型均存在多个基因同时存在多种类型突变。将变异基因与GO、COG、KEGG等功能数据库进行比对、注释,共获得1739个参与细胞壁、细胞膜合成的基因,501个细胞骨架构建相关基因,1785个转录因子相关基因,1324个信号转导相关基因,104个赤霉素相关基因,76个激素代谢相关基因,1938个叶绿素合成相关的基因,73个类胡萝卜素合成代谢相关基因和68个花青素合成调控基因,这些差异基因分别在毛竹秆形和秆色调控方面起着重要作用。

基因组测序分析广叶绣球菌SP-A菌株的遗传差异

广叶绣球菌Sparassis latifolia是一种极具开发潜力的食药用真菌,新品种的选育是其产业发展的迫切需求。绣球菌新品种‘SP-A’是福建省农业科学院选育的绣球菌工厂化栽培新品种,但由于缺少基因组信息,严重阻碍了其相关基础研究。本研究利用高通量测序技术,对‘SP-A’全基因组进行测序,获得了1.58Gb高质量测序数据,Q30达到95.55%。与‘闽绣1号’参考基因组平均比对率为76.86%,平均覆盖深度为28X,基因组覆盖度为93.51%,共检测到273587个单核苷酸多态位点,40772个小片段插入缺失位点,这些变异共导致了7954个基因变异。研究初步揭示了‘SP-A’的基因组特征,为相关分子标记筛选及辅助育种、遗传分析和功能基因克隆提供了重要的分子标记资源。

三倍体香蕉优良品种‘Grand Nain’全基因组变异挖掘

为全面揭示香蕉(Musa spp.)优良品种的全基因组变异类型,本研究采用高通量重测序技术,对当前香蕉主栽品种‘Grand Nain’(AAA group,Cavendish subgroup)开展全基因组重测序,测序深度53.79 X。与野生香蕉‘DH-Pahang’参考基因组比对,共检测到4 598 633个单核苷酸多态位点(SNP),484 752个小片段插入缺失位点(Indel),57 047个结构变异(SV),共导致36 277个基因变异;代谢通路分析(KEGG)发现,植物激素信号转导途径相关基因的变异最多,存在442个基因变异,其中乙烯合成和信号转导途径中1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶基因(ACO)、1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶基因(ACS)、EIN3/EILs、ERS、RAN、EBF、EIN2等基因都存在变异。特别是序列分析发现‘Grand Nain’中的Ma ACO1基因与参考基因组相比存在2个变异位点并导致氨基酸的突变,且在A和B基因组中MaACO1基因存在2个相邻的变异位点。本研究为香蕉贮藏保鲜等相关分子标记开发、基因功能研究,以及基于基因组编辑技术的香蕉遗传改良提供依据。

基于重测序的盘菜的全基因组变异分析

为揭示温州盘菜的全基因组变异类型,本研究采用高通量重测序技术,对当前温州主栽的盘菜品种‘温盘2号’进行全基因组重测序。盘菜的测序深度46×,获得了15.21 Gb的测序数据,与大白菜参考基因组比对,共检测到1 424 852个单核苷酸多态位点(SNP),298 244个小片段插入缺失位点(Small InDel),3 068个结构变异(SV);这些变异共导致了42 334基因变异;大量与肉质根的形成发育相关的重要基因发生突变,其中包括ZAT9、CYCD6-1、WRKY19、LOX2、CYCD2-1、TIR3、CRK11、COR13、RBOHG等。研究结果在一定程度上反映了盘菜和白菜在基因组水平的差异,可为盘菜分子标记辅助育种提供了重要的标记资源和理论参考。

基于重测序的4个秆形变异毛竹变型的全基因组序列分析

为揭示秆形变异的毛竹变型全基因组突变类型,以强竹(Phyllostachys pubescens f.obliquinoda)、龟甲竹(Phyllostachys edulis f.heterocycla)、青龙竹(Phyllostachys pubescens f.curviculmi)和圣音竹(Phyllostachys edulis f.tubaeformis)等4个毛竹变型为材料进行全基因组重测序,检测并注释单核苷多态性(SNP)、小片段插入缺失(InDel)和结构变异(SV),运用GO、COG和KEGG等功能数据库比对、注释变异基因,分别有7477、7584、7221和7583个变异基因得到功能注释。GO注释分类包括细胞组件、分子功能和生物过程三个基因功能分类体系的56个功能组。COG注释获得的参与复制、重组和修复的基因数为369个,信号转导机制的基因数为327个,转录的相关基因253个。通过KEGG数据库系统地分析变异基因参与的黄酮类、类胡萝卜素等物质代谢合成途径。深入研究这些差异基因的调控途径,可以为进一步探索毛竹种内丰富的多态性和遗传变异提供一定的理论基础,为开发重要性状分子标记提供重要参考。