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遗传图谱(genetic map),又叫连锁图谱(linkage map),根据重组交换定律,将标记之间的重组交换率定义为二者之间的相对距离构建标记的线性图谱。随着标记密度的增加,一条染色体会形成一个连锁群。基于这样的特点,通过构建高密度的SNP标记连锁图,能辅助基因组de novo组装到染色体水平,同时通过连锁群之间的共线性分析以及连锁群与物理图谱的共线性分析进行比较基因组学的研究,以揭示基因组在进化过程中所发生的重大结构变异。遗传图谱最适合用于QTL定位,通过对作图群体进行测序和连锁作图,结合表型数据定位控制目标性状QTL。


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水稻渐渗系基因组结构变异和产量性状定位


Genomic structure analysis of a set of Oryza nivara introgression lines and identification 

of yield-associated QTLs using whole-genome resequencing

 

 水稻渐渗系基因组结构变异和产量性状定位参考文献.png


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研究背景


野生水稻种对于拓宽现有栽培水稻的遗传多样性具有重要意义,一个野生水稻种就是一个重要种质基因池。通过构建野生稻渐渗系,是有效鉴定和利用野生稻优异等位基因的有效手段。基于高通量测序技术和生物信息学分析方法,遗传图谱结合表行数据能快速鉴定渐渗片段。

 

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研究思路


材料:构建以精英水稻变种9311为背景的Oryza nivara野生种W2014渐渗系(Introgression Lines,ILs),选择了150个BC3F1自交6带最终得到131个ILs家系

建库:137个ILs的叶片基因组DNA,500bp小片段文库

测序:Illumina HiSeq 2500;9311:13.55X,W2014:13.64X;ILs平均2.83X

分析:SNP检测与注释,遗传图谱构建,QTL定位

 

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研究结果


构建131个渐渗系的高密度遗传图谱,该渐渗系材料覆盖了O. nivara基因组的95%,包含了O. nivara几乎全部可用于水稻改良的等位基因遗传资源,开发了一个完整的用于水稻改良和优异基因精细定位的遗传材料。结合表型数据对13个产量相关性状进行了QTL定位,其中36.9%的QTL中来自O. nivara的等位基因对产量性状改良起到作用,并从9个QTL候选区域克隆得到6个基因。

 

 野生稻渐渗片段全基因组覆盖率图2产量相关QTL定位结果.png


图1 野生稻渐渗片段全基因组覆盖率图2产量相关QTL定位结果

 

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研究结论


构建了高密度的bin-map结合QTL定位结果,证明了野生稻O. nivara渐渗片对9311产量性状的改良效果,为渐渗系有意分离性状的精细定位奠定基础,整套渐渗系材料作为一个新的遗传材料对于水稻育种和改良有重要意义。

 

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参考文献


Ma X, Fu Y, Zhao X, et al. Genomic structure analysis of a set of Oryza nivara introgression lines and identification of yield-associated QTLs using whole-genome resequencing[J]. Scientific Reports, 2016, 6.


Q 作图群体中RILs、DH、NIL的含义?


A近交重组系群体(RILs)、双单倍体(DH)、近等基因系(NIL)。


Q遗传图谱中cM的含义?


A

遗传图是以基因连锁、重组交换值构建的图谱,图距为cM(厘摩),1%交换值为l cM。cM和物理距离(bp)平均的对应关系在不同物种中是不同的。人中,1cM相当于100万个碱基对。



Q遗传图谱构建如何选材?


A

(1)有参考基因组序列的物种(二倍体、四倍体、六倍体物种均可);

(2)具有重要农艺性状个体构建的遗传群体(临时群体:F1、F2;永久群体:RIL、DH、NIL 等);

(3)后代群体样本数在200以上时,可构建精细遗传图谱




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