[发明专利]一种玉米全基因组SNP芯片及其应用

说明书

本发明公开了一种玉米全基因组SNP芯片及其应用，本发明通过大规模的测序挖掘，针对玉米现有高密度芯片存在问题，对国内外具有广泛代表性的400份自交系玉米进行深度测序，从中挖掘优异位点，并集成6张玉米芯片的研究结果；采取生物信息数据分析，位点基本参数评估，探针设计评估等步骤，形成一套SNP位点组合，包含1536个位点，并在Affymetrix axiom技术平台上实现基因分型。本发明的玉米全基因组SNP芯片含有针对上述1536个SNP位点的探针。本发明的芯片可应用于玉米品种DNA指纹构建、品种鉴别和确权，基因组水平种质资源研究，分子标记辅助选择育种。

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SNP芯片及其应用。

背景技术

随着基因组学及生物技术平台的快速发展，农作物基因型分析进入了新的时代。各作物陆续开展大样本重测序工作，建立其全基因组遗传信息库。在全基因组遗传信息库建立的基础上，优异分子标记开发、单倍型图谱绘制、基因组多样性评估等方面开始系统展开。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。同时高密度芯片技术分型平台陆续发布，并将其陆续应用于分子鉴定、分子育种以及基础研究之中。SNP标记具有在基因组上分布密度高、分布均匀的特征，为最适于开发芯片的标记。玉米为二倍体杂交作物，具有重组率高、遗传多样性丰富以及较好的基因组学研究基础，其SNP位点开发、评估具有较好的研究基础。

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。玉米的高密度芯片主要以商业化发布芯片为主，其评估材料基本上以美国和欧洲为主，导致分析中国材料出现数据质量低、多态性低的情况。为了加快我国玉米遗传研究和育种应用，需要加大评估材料的背景，尤其是国内种质，利用高质量测序数据结合已有芯片的研究基础，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SNP芯片。

发明内容

本发明的目的是提供适用于分子鉴定和分子辅助育种的玉米全基因组SNP芯片。

本发明通过对国内外具有广泛代表性的400份自交系进行深度测序，全基因组水平挖掘SNP位点，建立优异SNP位点集合；基于生物信息分析手段，确定属于二态、单拷贝SNP位点，并集成6张已知芯片中高质量位点，形成候选位点集合；提交Affymetrix和Illumina两类主流技术平台进行位点打分评估、设计探针；将符合设计要求的位点基于测序数据进一步评估，基于多态性、杂合率、两侧60bp序列保守性等参数进一步分析，获得高质高效的位点集合；将上述位点按照基本均匀分布的原则形成候选位点集合；提交Affymetrix和Illumina再次进行位点评估、探针设计，形成高密度60K芯片(Maize6H-60K)；基于60K芯片，利用200份自交系和200份杂交种，根据数据获得率、基因分型效果、三联体特征等试验结果进行位点验证，60K芯片中筛选出兼9K兼容多平台、试验数据质量高、多态性高的标记位点；再进一步根据均匀分布，每2000Kbp中筛选2-4个标记，最终从8K中确定了1536个SNP标记。具体所确定1536个SNP标记的信息如表1所示。

表1