基于rad图谱完善ssr图谱的方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于RAD图谱完善SSR图谱的方法，获得样品的SSR图谱和RAD图谱，判断各scaffold所对应的真实连锁群和冲突连锁群，建立SSR连锁群和RAD连锁群的一一对应关系；根据无冲突的scaffold的标记的遗传距离和标记在scaffold上的物理位置，通过计算确定各scaffold在连锁群内的排列顺序和方向，已建立一一对应关系的SSR连锁群和RAD连锁群，以SSR图谱中的SSR连锁群内的scaffold为骨架，将RAD连锁群内除共有scaffold外的其他scaffold补充到SSR图谱的SSR连锁群中，组装成整合图谱，从而得到染色体组装序列。本发明的基于RAD图谱完善SSR图谱的方法将SSR图谱信息和RAD图谱信息整合在一起，相互纠正，相互补充，可以有效地提高图谱精度和图谱长度的。
【专利说明】基于RAD图谱完善SSR图谱的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种测序结果的处理方法，尤其是基于RAD图谱完善SSR图谱连接并 辅助组装的方法，属于生物信息学领域。
【背景技术】
[0002] 简单序列重复SSR (Simple Sequence Repeats)标记是近年来发展起来的一种以 特异引物PCR为基础的分子标记技术，也称为微卫星DNA(Microsatellite DNA)，是一类由 几个核苷酸(一般为1?6个)为重复单位组成的长达几十个核苷酸的串联重复序列。每个 SSR两侧的序列一般是相对保守的单拷贝序列。目前，该技术广泛应用于遗传连锁图谱构 建、种质鉴定、遗传多样性及基因定位与克隆等研究。具有以下优点：（1)数量丰富；（2)具 有多等位基因的特性，提供的信息量高；（3)以孟德尔方式遗传，呈共显性；（4)每个位点由 设计的引物顺序决定，便于不同的实验室相互交流合作开发引物。但是，SSR标记仍然存在 以下不足之处：（1) SSR标记的开发局限于已知基因组信息的物种；（2)序列去冗余拼接软 件和SSR搜索及引物设计软件存在一定的局限性，从而影响SSR标记的准确性；（3) SSR标 记多态性较低；（4) SSR标记密度一般比较低。
[0003] SSR测序方法是现有公知的测序方法，可参见外文文献《High-throughput targeted SSR marker development in peach (Prunus persica)〉〉出版于〈〈Genome〉〉杂志 2002年第45卷第2期319?328页，作者为Ying Wang、Laura L Georgi等；外文文献《SSR marker based DNA fingerprinting and diversity study in rice (Oryza sativa. L))) 出版于《African Journal of Biotechnology》2006年第5卷第9期684?688页，作者为 B. Kalyan Chakravarthi 和 Rambabu Naravaneni。中国专利文献 CN102936627 (申请号： 201210465639. 8)公开了一种香菇香九菌种的SSR标记指纹图谱与应用，该指纹图谱由7对 基于香菇基因组序列开发的SSR标记的特异等位片段组合而成。
[0004] RAD (Restriction-site Associated DNA)是与限制性核酸内切酶识别位点相关 的DNA。基于酶切的简化基因组测序（RAD-Seq)对酶切获得的RAD tag进行高通量测序， 大幅降低基因组的复杂度，操作简便，同时不受参考基因组的限制，可快速鉴定出高密度的 SNP位点。基于高密度的SNP位点通过图谱构建方法得到高密度遗传图谱。RAD-seq技术具 有操作简便，周期短，实验成本低，不受参考基因组的限制，一次实验即获得的大量SNP信 息，可以用于任何物种的高密度图谱的构建、基因（QTLs)定位及群体遗传分析等优点。但 是，RAD图谱准确度相对SSR图谱有些差距。
[0005] RAD测序方法是现有公知的测序方法，可参见外文文献《Rapid and cost-effective polymorphism identificationand genotyping using restriction site associated DNA (RAD) markers》出版于《Genome Research》杂志 2007 年第 17 卷 240 ?248 页，作者为 Michael R. Miller、Joseph P.Dunham、Angel Amores 等；外文文献《RAD marker microarrays enable rapid mapping of zebrafish mutations〉〉出版于〈〈Genome Biology)) 杂志 2007 年第 8 卷第 6 期，作者为 Michael R Miller、Tressa S Atwood、B Frank Eames 等。
【发明内容】
[0006] 本发明解决的技术问题是，提出一种将SSR图谱信息和RAD图谱信息整合在一起， 相互纠正，相互补充，可以有效地提高图谱精度和图谱长度的基于RAD图谱完善SSR图谱的 方法。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种基于RAD图谱完善SSR图 谱的方法，包括以下具体步骤： A. 采用现有的SSR测序方法和RAD测序方法分别对样品进行测序获得样品的SSR图 谱和RAD图谱； B. 在SSR图谱和RAD图谱中，分别确定标记在各scaffold上的物理位置，统计 scaffold在连锁群上的分布，确定scaffold与连锁群的对应关系； C. 在SSR图谱和RAD图谱中，判断各scaffold所对应的真实连锁群和冲突连锁群；当 真实SSR连锁群和真实RAD连锁群有共有的scaffold时，建立真实SSR连锁群和真实RAD 连锁群的--对应关系；当scaffold有冲突连锁群时，去除冲突连锁群中所述scaffold的 标记，得到无冲突的scaffold的标记； D. 在SSR图谱和RAD图谱中，分别根据无冲突的scaffold的标记的遗传距离，确定各 scaffold在连锁群内的排列顺序； E. 在SSR图谱和RAD图谱中，分别根据无冲突的scaffold的标记的遗传距离和标记 在scaffold上的物理位置，确定各scaffold在连锁群内的方向； F. 已建立一一对应关系的SSR连锁群和RAD连锁群，根据SSR图谱和RAD图谱中各 scaffold在连锁群内的排列顺序和方向，以SSR图谱中的SSR连锁群内的scaffold为骨 架，将RAD连锁群内除共有scaffold外的其他scaffold补充到SSR图谱的SSR连锁群中， 组装成整合图谱； G. 将整合图谱中的scaffold连接起来，得到染色体组装序列。
[0008] 上述技术方案的一种优选是：上述步骤E中，判断所述scaffold在连锁群内的方 向的具体步骤是： 分别计算出无冲突的scaffold的标记的遗传距离，将各标记的遗传距离从小到大排 列得到标记在连锁群内的遗传距离序号，再根据所述标记在连锁群内的遗传距离序号和在 所述scaffold上的物理位置计算出相关系数； 所述相关系数的计算公式是：
【权利要求】
1. 一种基于RAD图谱完善SSR图谱的方法，其特征在于，包括以下具体步骤： A. 采用现有的SSR测序方法和RAD测序方法分别对样品进行测序获得样品的SSR图 谱和RAD图谱； B. 在SSR图谱和RAD图谱中，分别确定标记在各scaffold上的物理位置，统计 scaffold在连锁群上的分布，确定scaffold与连锁群的对应关系； C. 在SSR图谱和RAD图谱中，判断各scaffold所对应的真实连锁群和冲突连锁群；当 真实SSR连锁群和真实RAD连锁群有共有的scaffold时，建立SSR连锁群和RAD连锁群的 --对应关系；当scaffold有冲突连锁群时，去除冲突连锁群中所述scaffold的标记，得 到无冲突的scaffold的标记； D. 在SSR图谱和RAD图谱中，分别根据无冲突的scaffold的标记的遗传距离，确定各 scaffold在连锁群内的排列顺序； E. 在SSR图谱和RAD图谱中，分别根据无冲突的scaffold的标记的遗传距离和标记 在scaffold上的物理位置，确定各scaffold在连锁群内的方向； F. 已建立一一对应关系的SSR连锁群和RAD连锁群，根据SSR图谱和RAD图谱中各 scaffold在连锁群内的排列顺序和方向，以SSR图谱中的SSR连锁群内的scaffold为骨 架，将RAD连锁群内除共有scaffold外的其他scaffold补充到SSR图谱的SSR连锁群中， 组装成整合图谱； G. 将整合图谱中的scaffold连接起来，得到染色体组装序列。
2. 根据权利要求1所述的基于RAD图谱完善SSR图谱的方法，其特征在于，所述步骤E 中，判断所述scaffold在连锁群内的方向的具体步骤是： 分别计算出无冲突的scaffold的标记的遗传距离，将各标记的遗传距离从小到大排 列得到标记在连锁群内的遗传距离序号，再根据所述标记在连锁群内的遗传距离序号和在 所述scaffold上的物理位置计算出相关系数； 所述相关系数的计算公式是：
其中，Xi是所述scaffold上的第i个标记的遗传距离序号,yi是所述scaffold上的第 i个标记在scaffold上的物理位置，η是所述scaffold上的标记数，rx，y是所述scaffold 的相关系数； 当相关系数为正数时，所述scaffold的方向是正向的；当相关系数为负数时，所述 scaffold的方向是反向的；当无法计算出相关系数时，所述scaffold的方向默认是正向 的。
3. 根据权利要求2所述的基于RAD图谱完善SSR图谱的方法，其特征在于：所述步骤 E中，当共有scaffold在SSR图谱和RAD图谱中都能计算出相关系数时，所述scaffold的 方向是scaffold在SSR图谱中的方向；当共有scaffold在SSR图谱和RAD图谱中都不能 计算出相关系数时，所述scaffold的方向默认是正向的；当共有scaffold在SSR图谱中能 计算出相关系数，在RAD图谱中不能计算出相关系数时，所述scaffold的方向是scaffold 在SSR图谱中的方向；当共有scaffold在SSR图谱中不能计算出相关系数，在RAD图谱中 能计算出相关系数时，所述scaffold的方向是scaffold在RAD图谱中的方向。
4. 根据权利要求1所述的基于RAD图谱完善SSR图谱的方法，其特征在于，所述步骤C 中，判断所述scaffold所对应的真实连锁群和冲突连锁群的具体步骤是： 当所述scaffold对应一个SSR连锁群或RAD连锁群时，确定该连锁群为所述scaffold 所对应的真实SSR连锁群或真实RAD连锁群； 当所述scaffold对应一个以上的SSR连锁群或RAD连锁群，且其中一个连锁群的标记 数比其他连锁群的标记数多时，确定标记数多的连锁群是所述scaffold所对应的真实SSR 连锁群或真实RAD连锁群，其他连锁群是所述scaffold的冲突SSR连锁群或冲突RAD连锁 群； 当已确定的真实SSR连锁群和真实RAD连锁群有共有的scaffold时，建立真实SSR连 锁群和真实RAD连锁群的 对应关系； 当所述scaffold对应一个以上的SSR连锁群或RAD连锁群，且这些连锁群的标记数相 同时，如果SSR图谱中的scaffold在RAD图谱中有所对应的真实RAD连锁群，则确定与该 真实RAD连锁群对应的SSR连锁群是所述scaffold所对应的真实SSR连锁群，其他连锁群 是所述scaffold的冲突SSR连锁群；如果RAD图谱中的scaffold在SSR图谱中有所对应 的真实SSR连锁群，则确定与该真实SSR连锁群对应的RAD连锁群是所述scaffold所对应 的真实RAD连锁群，其他连锁群是所述scaffold的冲突RAD连锁群；否则将所述scaffold 在图谱中的信息去除。
5. 根据权利要求1所述的基于RAD图谱完善SSR图谱的方法，其特征在于，所述步骤D 中，判断所述scaffold在连锁群内的排列顺序的具体步骤是： 分别计算出无冲突的scaffold的标记的遗传距离，将各标记的遗传距离从小到大排 列得到标记在连锁群内的遗传距离序号，再根据所述标记在连锁群内的遗传距离序号，计 算出所述scaffold在连锁群内的平均位置参数，将各scaffold的平均位置参数从小到大 排列确定各scaffold在连锁群内的排列顺序； 所述平均位置参数的计算公式是：
其中，Xi是所述scaffold上的第i个标记的遗传距离序号，η是所述scaffold上的标 记数，?是scaffold在连锁群内的平均位置参数。
6. 根据权利要求1至5之一所述的基于RAD图谱完善SSR图谱的方法，其特征在于： 所述步骤F中，当SSR图谱中的scaffold在RAD图谱上找不到时，根据所述scaffold与 共有scaffold之间的遗传距离和所补充的RAD图谱中的scaffold的长度，判断其与共有 scaffold之间的距离，从而确定所述scaffold在整合图谱中的位置。
7.根据权利要求1至5之一所述的基于RAD图谱完善SSR图谱的方法，其特征在于： 所述步骤G中，scaffold之间连接一定数量的η, η表示未知序列。
【文档编号】G06F19/18GK104156633SQ201410393446
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】曾亮, 陶晔, 陈华, 林芹 申请人:上海美吉生物医药科技有限公司