基于高通量测序和一代杂交法的文昌鱼遗传图谱构建及其在比较基因组学上的应用

高通量DNA测序技术的成熟和广泛应用让基因组从头测序变得容易且价格低廉。但是，对于绝大部分正在或计划进行从头测序的物种而言，由于缺乏高质量的物理或遗传图谱，即使有高通量测序技术，也很难通过现有基因组拼装技术获得媲美传统模式生物的染色体级别的基因组图谱。事实上，传统的费时费力费钱的遗传图谱构建技术已经成为新物种高质量基因组图谱构建的瓶颈。中国白氏文昌鱼的基因组具有高度杂合性（3-8%），因此理论上一代杂交即可获得足够信息用于构建覆盖全基因组的连锁图谱。本项目将利用我们前期工作获得的白氏文昌鱼基因组草图，尝试筛选一批覆盖全基因组且适于（高通量）测序分析的独特的分子标记，对来自同一父母本的子一代文昌鱼群体多态性进行分析和构造相应的连锁图谱，并在此基础上将原基因组草图升级为染色体级别的完成图。本项目成果将直接应用于文昌鱼的比较基因组学和遗传学研究，且将推广应用到更多物种的基因组测序中去。

中国白氏文昌鱼的基因组具有高度杂合性（5%），理论上一代杂交即可获得足够的信息用于构建全基因组的连锁图谱。我们开发了多个算法和软件，构建了高质量的文昌鱼单倍体基因组草图，并建立了用于高杂合度基因组序列多态性分析的数学模型与方法。然后，我们培育了一个文昌鱼家系，并选择了该家系的母本和数十个F1代个体进行全基因组重测序，从中获得了大量SNP位点，利用这些信息初步构建了文昌鱼的连锁图谱。我们期望利用获得的材料与数据支持文昌鱼的比较基因组学研究，并把相关的方法学推广到更多高杂合度物种的基因组研究中去。到2015年12月31日为止，在本项目的资助下，我们在Genome Research和Nature communications等SCI期刊上发表了相关研究论文6篇、开发计算机软件3项、获得国内发明专利1项和国家自然科学二等奖1项。