一种柑橘全基因组40K液相芯片及应用

本发明涉及基因芯片，具体涉及一种柑橘全基因组40k液相芯片及应用。

背景技术：

1、液相芯片基于重测序技术，对每个目标位点进行专一性捕获，并进行高深度的重测序，具有检测准确性高、通量大、成本低的优点。突破了目前固相定制芯片平台费用高昂、灵活性差、难于大规模应用等技术瓶颈，为非模式生物提供了一种兼容不同通量级别、不同标记类型的高效灵活的靶向基因分型技术。液相芯片一般包括根据dna互补原理，为每个待测位点设计的一条生物素(biotin)标记、覆盖目标snp的探针，这些探针在液态中与基因组目标区域杂交形成双链，可以利用链霉亲和素包衣的磁珠与带有生物素的分子的吸附作用，经洗脱、扩增、建库之后进行二代测序，最终还原目标位点及其周围snp的基因型状态。液相芯片目前在物种进化分析、种质资源评价与dna指纹鉴定、分子遗传图谱构建、基因/qtl定位和基因克隆、分子标记辅助选择、全基因组选择等方面已经有着较为成熟的应用。

2、针对上述，以改良种质资源为目的的分子生物学手段在柑橘中应用的需求显得尤为重要和急迫。然而，国内尚无已开发成熟的柑橘可用的基因分型芯片，因而，为提高柑橘育种效率、加快柑橘育种进程，更好的服务于柑橘产业化应用，开发一款经济、合适的基因分型产品相当有必要。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是将改良种质资源的分子生物学手段如何应用于柑橘中得到基因分型芯片，目的在于提供一种柑橘全基因组40k液相芯片，能够为柑橘经济性状研究、品种鉴定、全基因组选择育种以及标记辅助育种提供重要的技术手段，可以满足柑橘大规模商业化育种的需求。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种柑橘全基因组40k液相芯片，包括柑橘40k位点探针混合液和杂交捕获试剂，所述柑橘40k位点探针混合液包括柑橘snp背景位点探针和柑橘snp关联位点探针，每个位点至少2根捕获探针。

4、本发明的有益效果为：

5、1、基于靶向捕获测序技术开发的柑橘基因型分型的高通量全基因组40k液相芯片，结合添加关联位点探针，克服了柑橘在科研中遗传多样性分析、qtl定位、gwas分析的应用成本高的缺点，实现柑橘基因分型，并有效节省样本检测服务周期，为柑橘科研提供技术支持，此处的科研包括但不限于柑橘遗传多样性分析、分子遗传图谱构建、全基因组关联分析、品种真实性鉴定、分子标记辅助选择育种、全基因组选择育种等等。

6、2、柑橘全基因组40k液相芯片实现探针合成、样品检测、检测试剂的完全国产化，进而有效避免了进口相关设备、试剂的高额费用，减少了材料核心数据的外泄风险，避免了样品检测因贸易摩擦还带来的诸多不便。

7、3、该柑橘全基因组40k液相芯片克服了重测序数据量大、无用信息多、分析难度大等缺陷，在达到相同结果的前提下，实现快速检测、降低成本、数据分析简单等有利于产业发展的优势；与简化基因组测序(gbs)相比，柑橘全基因组40k液相芯片在获得代表全基因高密度分子标记时，避免了gbs分析时存在的数据量过大，以及不同材料、实验室和平台之间所获得的gbs标记数据很难进行比对和累加，从而致使gbs数据难以长期保存和综合利用的缺陷；柑橘全基因组40k液相芯片具有数据输出一致率高、同一材料数据可长期使用且数据分析相对简单等诸多优势。

8、4、基于靶向捕获测序技术开发的柑橘基因型分型的高通量全基因组40k液相芯片，探针设计时结合捕获的snp位点在全基因组的均匀分布情况，以及捕获位点多态性的问题，挑选位点的maf尽可能大于0.05，同时，考虑了位点检出率问题，去掉缺失率高的位点；同时，通过添加的snp功能标记，利用设计的芯片可以实现基因分型，在柑橘育种中有很大的利用价值。

9、5、基于靶向捕获测序技术，其探针对侧翼序列拥有较好的容忍性，在侧翼序列变异不高于10％的情况下，依然可以稳定捕获目标序列；除获取目标snp信息外，还可获取上下游各80bp的序列信息，为柑橘科研及分子育种提供更多的信息支撑。

10、6、采用的液相芯片技术相较于传统的固相芯片技术，无样品检测数量要求，少量样本即可检测，检测时无需凑样、无样品数量的限制，大大节省了样本检测的服务周期，提高了科研效率及育种效率；开发的snp芯片密度可以灵活调整，可形成40k、20k、10k等不同产品的应用场景，根据需要产品可以补充新的位点。

11、7、填补了我国柑橘从传统育种向分子育种迈进时无产品可用的尴尬处境，利用靶向捕获测序技术设计柑橘高通量snp液相探针芯片，将gbts技术推广至柑橘基础研究和分子育种应用中，进而更好的应用于科研和育种过程中。

技术特征：

1.一种柑橘全基因组40k液相芯片，其特征在于，包括柑橘40k位点探针混合液和杂交捕获试剂，所述柑橘40k位点探针混合液包括柑橘snp背景位点探针和柑橘snp关联位点探针，每个位点至少2根捕获探针。

2.如权利要求1所述的柑橘全基因组40k液相芯片，其特征在于，所述柑橘snp背景位点中核心位点的信息如说明书中表1所示。

3.如权利要求1所述的柑橘全基因组40k液相芯片，其特征在于，所述柑橘snp关联位点信息如说明书中表2所示。

4.如权利要求1-3任一项所述的柑橘全基因组40k液相芯片，其特征在于，所述柑橘全基因组40k位点探针的设计过程为：

5.如权利要求1所述的柑橘全基因组40k液相芯片，其特征在于，所述柑橘全基因组40ksnp位点通过下述方法获取：

6.如权利要求5所述的柑橘全基因组40k液相芯片，其特征在于，所述步骤(1)中，位点挑选过滤的标准为：maf>0.05，缺失率na<10％，杂合率<15％。

7.如权利要求1所述的柑橘全基因组40k液相芯片，其特征在于，柑橘snp关联位点通过下述方法获取：

8.如权利要求7所述的柑橘全基因组40k液相芯片，其特征在于，全基因组关联分析的过程为：

9.权利要求1-8中任一项所述的柑橘全基因组40k液相芯片在柑橘研究中的应用。

10.如权利要求9所述的柑橘全基因组40k液相芯片在柑橘研究中的应用，其特征在于，所述柑橘研究包括柑橘遗传多样性分析、分子遗传图谱构建、全基因组关联分析、品种真实性鉴定、分子标记辅助选择育种或全基因组选择育种。

技术总结
本发明公开了一种柑橘全基因组40K液相芯片及应用，包括柑橘40K位点探针混合液和杂交捕获试剂，所述柑橘40K位点探针混合液包括40323个柑橘SNP背景位点探针和5355个柑橘SNP关联位点探针，每个位点至少2根捕获探针；可以应用于柑橘遗传多样性分析、分子遗传图谱构建、全基因组关联分析、品种真实性鉴定、分子标记辅助选择育种以及全基因组选择育种中。

技术研发人员：李强,喻奇缘,陈善春,何永睿,张晨希,线宝航,贾瑞瑞,龙琴,傅佳,雷天刚
受保护的技术使用者：西南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13