利用高通量测序进行高效的基因分型及尾叶桉和细叶桉bin图谱构建研究

Barcode多重高通量测序是一种新型的标记分型技术，可以单次同时对大量样品进行测序，高效的进行基因分型。本项目在结合前期已构建的尾叶桉和细叶桉中密度遗传图谱的基础上，拟采用多重高通量测序技术对尾叶桉和细叶桉作图群体的2个亲本和20个子代(选择信息量丰富的作图子代)进行0.5×覆盖度的测序，高效开发高质量SNP标记以进行桉树bin图谱构建，主要内容包括：(1)作图群体0.5×覆盖度的测序，序列组装及SNP开发；(2)SNP分型及尾叶桉和细叶桉bin图谱构建。(3)尾叶桉和细叶桉bin图谱验证。本研究是国内外林木基因组研究上首次利用高通量测序技术构建图谱，将为国际上相关研究提供一个蓝本，将增强全球桉树基因组资源的积累，为桉属中比较基因组作图、QTLs定位以及基于图谱的目的基因克隆提供可靠的技术基础，这对提高育种效率、增强定向育种的可靠性以及加速育种进程均有重大意义。

本项目利用高通量测序技术对尾叶桉和细叶桉作图亲本进行高覆盖度测序，高效开发高质量全基因组SNP标记，并对作图群体子代进行多重高通量测序以进行SNP标记开发、高效分型并构建桉树图谱。项目对36个作图子代利用Illumina HiSeq 2000测序平台，进行三个通道的测序分析以开发SNP标记及测序分型，通过比较软件Samtools 0.1.19、VarScan 2.3.6和GATK 2.5.4的SNP分型结果，筛选设计SNP位点进行重测验证以尽可能减少假阳性SNP位点。最终确定利用GATK软件进行SNP分析，并开发在尾叶桉和细叶桉作图子代中分离的SNP位点分别为20,587和23,363个。筛选20个SNP位点进行重测序验证，在亲本中的验证成功率为80%。针对所开发的SNP位点，利用JOINMAP 4.1软件构建图谱，定位到尾叶桉图谱上的标记数量为1,789个SNP，标记间距约为0.64 cM，定位到细叶桉图谱上的标记数量为1,698个SNP，标记间距约为0.74 cM。选取40个SNP位点进行子代重测序验证，由于子代覆盖倍数较低，SNP位点假阳性较高，测序验证成功率仅为52%。本研究为国际上相关研究提供一个蓝本，为桉属不同树种的比较基因组作图提供通用标记，大大提高现有遗传图谱的密度和质量，为桉属中比较基因组作图、QTLs定位和MAS以及基于图谱的目的基因克隆提供可靠的技术基础，这对缩短育种周期、提高育种效率、增强定向育种的可靠性以及加速育种进程均有重大意义，对其它树种的相关研究亦有重要的参考价值。