EMS诱变水稻突变体致变基因的鉴定0725
- 格式:docx
- 大小:22.93 KB
- 文档页数:3
EMS突变体致变基因鉴定
在植物遗传学研究中,研究者除了采用传统的正向遗传学手段外,反向遗传学也得到广泛应用。采用各种物理或化学突变,导致遗传物质发生突变,进而根据突变性状来研究变异基因的生物学功能。在众多的致突变手段中,EMS突变技术由于导致的突变多为单碱基突变,且遵循C>T突变规律,在近代遗传学研究中得到广泛的应用。常规的对突变基因的鉴定多采用建立F2连锁群体,通过分子标记进行图位克隆,研究的周期长、工作量大且过程繁琐。随着高通量测序技术的快速发展,实现了在短期时间内获得植物的基因组信息,为研究突变体的突变基因的鉴定提供了一条新的研究途径。
根据对研究材料中突变基因的信息不同可以分为两种策略:
方案一:对于已经比较纯合的突变体植株,可以直接对野生型植物和突变体植株进行深度测序,通过对野生型和突变体中的变异信息的分析,直接对导致表型的致变位点进行鉴定。
方案二:对于没有初步定位突变位点信息的材料,可以对突变植株的自交F2后代中,选择具有突变表型的植株进行混合测序,突变位点在混合群体中应该处于高度纯合而极低的杂合度,因此通过对全基因组中位点进行扫描,从而定位到突变位点。该方法特别适合于大量突变体的鉴定,可以同时鉴定大量的株系,且群体建立方法简便,工作量低。
变位点,并定位突变基因,然后对可能的突变基因的表达进行检测。
方案二:如果没有定位信息,可以将多株具有突变表型的F2个体的DNA按等量混合,并进行低深度(30X)测序,即可减少工作量
又可降低测序成本。由于EMS诱变F2代中具有表型的多为隐性纯合突变,突变基因所在区间为纯合子,为了减少假阳性出现,结合分析该区间的杂合度综合分析,获得突变位点后在扩大样品群体中进一步验证,即可定位导致突变表型的位点和基因。
水稻、拟南芥、玉米等重要模式和粮食作物已经完成了基因组的完整测序,为基于高通量测序技术的突变基因的鉴定奠定了丰富的资源基础。该方案的实施将为加快作物突变体的鉴定具有重要的推动作用,并为作物功能基因组研究提供了一种高效、便捷的技术手段。该方案一中针对具有明显表型的突变体方案包括以下三个步骤:(1)测序样本的选择及测序深度的确定
选择连续多代自交的突变体植株,以及野生型植株个体,提取基因组DNA,按照标准的Illunima 建库流程,建立插入片段为350bp 的文库,根据不同作物基因组大小进行30X测序。
(2)基因组重测序数据的获得与生物信息学分析
通过对测序数据的质控之后,将获得的reads同野生型基因组序列进行,找出测序数据中的SNP、InDel,对全基因组的SNP纯合度进行分析,找出可能的突变位点,并进一步采用其他分析软件进行确认,从而锁定出突变表型相关位点及基因。
(3)突变位点的鉴定和扩大群体中验证
根据生物信息学获得突变位点信息,利用Sanger测序进一步在突变体中进行验证。