[发明专利]一种玉米全基因组InDel芯片及其应用

说明书

本发明公开了一种玉米全基因组InDel芯片及其应用，本发明通过大规模的测序挖掘，确定了玉米基因表达区域的InDel位点及全基因组均匀分布的InDel位点，设计了基于Affimatrix Axiom的高通量InDel芯片，该芯片含有针对1536个InDel位点的探针。本发明的玉米全基因组InDel芯片可用于构建玉米DNA指纹数据库，进行玉米品种真实性鉴定、玉米品种鉴别或者鉴定，进行玉米聚类分析、玉米亲缘关系分析和种质资源分析；还可用于玉米连锁图谱构建、基因定位分析和玉米分子育种材料背景选择，应用范围广，效益显著。

技术领域

本发明属于作物育种与分子生物学技术领域，具体地说，涉及一种玉米全基因组InDel芯片及其应用。

背景技术

插入/缺失(insertion-deletion，InDel)是指在近缘种或同一物种不同个体之间基因组同一位点的序列发生了不同大小核苷酸片段的插入或缺失，即一个序列上某一位点相比同源的另一个序列插入或缺失了一个或多个碱基。InDel是同源序列比对产生空位(gap)的现象，但大多数情况下无法获知祖先序列，很难判断空位位点是哪个序列发生了插入突变，或哪个序列发生了缺失突变，所以一般统称它们为插入/缺失突变。

分子标记(Molecular Markers)，指可遗传并可检测的DNA序列，是以个体间核苷酸序列变异为基础的遗传标记，是DNA水平遗传多态性的直接的反映。传统分子标记，如RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism，限制性片段长度多态性)和SSR(Simple Sequence Repeat，简单重复序列)在过去的几十年中在玉米的遗传研究和分子育种上得到广泛应用。尤其是SSR标记，以其多态性高、等位基因多和检测方便等优点，在过去一直是我国农作物分子鉴定的主流标记；但由于SSR标记分布密度较低，数据共享难度较大，难以实现规模化和自动化，限制了其在作物分子育种上的大规模应用。

SNP(Single Nucleotide Polymorphism，单核苷酸多态性)作为第三代遗传标记，在基因组上分布最为丰富，具有二态性，单个SNP位点突变率低，易于通过芯片技术实现自动化和规模化，受到众多研究者的重视；但是SNP的芯片检测平台往往价格昂贵，不能兼顾基因型检测中的位点高通量和样品高通量。InDel作为新一代的遗传标记，兼具SSR和SNP标记的优点。与SSR相比，InDel本质上属于长度多态性，可以应用于目前玉米遗传研究实验室普及的毛细管电泳技术平台上分析，分型技术易于掌握和普及，InDel在结构上属于二等位基因多态性，等位基因固定并且已知，能够通过很小的扩增子进行，易于构建多重PCR扩增和电泳检测。InDel在基因组中分布广泛、密度大、数目众多，就分布密度而言，InDel仅次于SNP，但远高于SSR。与SNP相比，同属于二等位基因多态性，90％的InDel属于small InDel(InDel序列长度小于10bp)，适用于芯片检测平台，而且基因型数据能在芯片和毛细管检测上实现跨平台整合，是最适合玉米大规模遗传研究和育种应用的标记。

Affymetrix公司的Axiom基因芯片技术是目前比较成熟和应用广泛的全基因组InDel检测平台。它利用独有的光导原位合成法，在经过处理的载玻片表面铺上一层连接分子(linker)，其羟基上加有光敏保护基团，可用光照除去，用特制的光栏(light mask)保护不需要合成的部位，而暴露合成部位。在光作用下去除羟基上的保护基团，游离羟基，利用化学反应加上第一个核苷酸，所加核苷酸种类及在芯片上的部位预先设定，引入的核苷酸带有光敏保护基团，以便下一步合成。运用这种方法制作的芯片探针间隔为5～10μm，密度可高达10⁶探针/cm²，目前该公司生产的玉米SNP芯片最多可以容纳60万个SNP标记。

为了加快玉米遗传研究和育种应用，亟需开发一种覆盖全基因组、数据共享性高、通量高、适用于多平台检测的玉米全基因组InDel芯片。

发明内容

本发明的目的是提供适用于多平台检测的玉米全基因组InDel位点。