一种兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型方法及装置与流程

本申请涉及生物信息学分析，更具体地说，涉及一种兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型方法及装置。

背景技术：

1、兼容多荧光信号平台是指一种可以同时适用于不同种类的荧光标记的基因型分型方法和装置。这种平台能够识别和分析不同荧光标记的信号，从而实现对农作物基因型的准确分型；农作物品种基因型分型对于育种选择、亲缘关系分析、种质资源鉴定和基因组研究等都具有重要意义，可以帮助农作物科学家和育种者更好地了解农作物遗传多样性和遗传背景，为农作物改良和种质资源的保护利用提供科学依据；目前基因分型技术主要包括单位点分型技术和dna片段序列的分型技术，单位点分型技术按原理又可分为基于碱基配对技术的基因分型芯片和基于质谱的分型，dna片段序列的分型技术则包括第一代阻断法测序、第二代合成法测序、以及目前发展中的第三代单分子测序。

2、现有技术公开号为cn108241792b的文献提供一种整合多平台基因分型结果的方法和装置，通过整合多平台基因分型结果的方法，充分利用各基因分型平台分型结果的信息，尽量克服了不同平台结果不一致的问题和可信度不同的特征，使得在不牺牲结果质量的前提下，可分型位点数得到显著提高。

3、相关技术中，通过整合多平台基因分型结果的方法，充分利用各基因分型平台分型结果的信息，尽量克服了不同平台结果不一致的问题和可信度不同的特征，使得在不牺牲结果质量的前提下，可分型位点数得到显著提高。

4、上述中的现有技术方案虽然通过整合多平台基因分型结果的方法可以实现在不牺牲结果质量的前提下，可分型位点数得到显著提高的效果，但是仍存在以下缺陷；工作人员不能直观的观测分析农作物品种基因分型结果，不易于工作人员进行分析和解读，降低了实验的精准度。

5、鉴于此，我们提出一种兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型方法及装置。

技术实现思路

1、1.要解决的技术问题

2、本申请的目的在于提供一种兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型方法及装置，解决了工作人员不能直观的观测分析农作物品种基因分型结果，不易于工作人员进行分析和解读，降低了了精准度的技术问题，实现了可以清楚直观的看到农作物品种基因分型结构，易于工作人员观测解读和分析，且提高实验精准度的技术效果。

3、2.技术方案

4、本申请实施例提供了一种兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型方法，包括设计sgrna序列和引入crispr-cas9系统形成复合物；

5、所述设计sgrna序列和引入crispr-cas9系统可根据农作物目标基因的特定位点，设计合适的sgrna序列；

6、dna双链断裂和基因编辑；

7、sgrna与cas9蛋白共同作用下，形成所述复合物导入到目标农作物细胞中，当所述复合物定位到所述农作物目标基因的特定点位上，并引发dna双链断裂；

8、引入带有荧光标记的dna片段；

9、设计并合成带有荧光标记的所述dna片段，并将所述dna片段导入到所述目标农作物细胞中；

10、分析、筛选和检测基因；

11、使用pcr、dna测序等方法对目标基因位点进行分析和筛选，确定编辑后的基因型，检测荧光标记是否存在。

12、进一步的，所述荧光标记可通过荧光显微镜观察，或者通过荧光信号检测设备进行查看。

13、进一步的，所述pcr用于扩增所述dna片段，所述dna片段的扩增反应由两个引物和dna模板组成，所述dna测序用于确定dna的序列，并用于合成复制品。

14、进一步的，所述dna片段通常包含一个选择性标记，用于筛选功转化的细胞。

15、根据本发明的第二方面，本发明提供兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型装置，包括：

16、数据分析软件、数据可视化模块、数据存储和管理模块、数据交互接口、报告生成模块和显示设备，所述数据分析软件、数据可视化模块、数据存储和管理模块、数据交互接口、报告生成模块和显示设备之间电性连接。

17、进一步的，所述数据分析软件用于处理分析荧光信号检测设备所摄入的信息，所述数据可视化模块用于将摄入结果分析以图像等可视化展示出来，所述数据存储和管理模块用于存储、组织和管理分析结果数据，所述数据交互接口用于与用户或其他系统进行交互，所述报告生成模块用于自动生成分析结果的报告，所述显示设备用于显示分析和图像内容。

18、进一步的，所述装置还包括pcr仪、gel电泳设备、荧光显微镜或荧光信号检测设备、cas9蛋白表达系统和核酸分析仪器，所述pcr仪、gel电泳设备、荧光显微镜或荧光信号检测设备、cas9蛋白表达系统和核酸分析仪器之间电性连接。

19、进一步的，所述pcr仪用于扩增dna片段，所述gel电泳设备用于在凝胶上分离聚合酶链反应的产物，所述荧光显微镜或荧光信号检测设备用于观测荧光标记的数量和存在，所述cas9蛋白表达系统用于将cas9基因导入到目标细胞中，所述核酸分析仪器用于确定序列信息。

20、一种兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型方法，包括以下步骤：

21、s1、根据目标基因的特定位点，设计合适的sgrna序列；sgrna与cas9蛋白共同作用，形成复合物导入到目标农作物细胞中；

22、s2、cas9蛋白与sgrna复合物定位到目标基因的特定位点上，并引发dna双链断裂；这个过程涉及到cas9蛋白的启动子，锚定的短序列与应对目标片段相匹配并执行切割作用；

23、s3、设计并合成带有荧光标记的dna片段，并将其导入到目标农作物细胞中；这个dna片段通常包含一个选择性标记以筛选成功转化的细胞；

24、s4、使用pcr、测序等方法对目标基因位点进行分析和筛选，以确定编辑后的基因型；检测荧光标记是否存在可以使用荧光显微镜观察或通过荧光信号检测设备读取；

25、s5、通过荧光信号检测设备使得检测画面在显示屏上显示，并将检测数据存入存储介质中，存储介质为可读写介质，便于用户调取。

26、本申请还公开了前述兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型方法及装置，包括以下步骤：

27、3.有益效果

28、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

29、1.本申请通过设计合适的sgrna序列；sgrna与cas9蛋白共同作用，形成复合物导入到目标农作物细胞中，设计并合成带有荧光标记的dna片段，并将其导入到目标农作物细胞中；便于准确观测农作物品种基因分型，便于进行分析。

30、2.本申请通过使用pcr、dna测序等方法对目标基因位点进行分析和筛选，以确定编辑后的基因型；检测荧光标记是否存在可以使用荧光显微镜观察或通过荧光信号检测设备读取,使得检测结果可视化。

技术特征：

1.一种兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型方法，其特征在于：所述荧光标记可通过荧光显微镜观察，或者通过荧光信号检测设备进行查看。

3.根据权利要求1所述的兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型方法，其特征在于：所述pcr用于扩增所述dna片段，所述dna片段的扩增反应由两个引物和dna模板组成，所述dna测序用于确定dna的序列，并用于合成复制品。

4.根据权利要求1所述的兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型方法，其特征在于：所述dna片段通常包含一个选择性标记，用于筛选功转化的细胞。

5.一种兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型装置，其特征在于：包括数据分析软件、数据可视化模块、数据存储和管理模块、数据交互接口、报告生成模块和显示设备，所述数据分析软件、数据可视化模块、数据存储和管理模块、数据交互接口、报告生成模块和显示设备之间电性连接。

6.根据权利要求5所述的兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型装置，其特征在于：所述数据分析软件用于处理分析荧光信号检测设备所摄入的信息，所述数据可视化模块用于将摄入结果分析以图像等可视化展示出来，所述数据存储和管理模块用于存储、组织和管理分析结果数据，所述数据交互接口用于与用户或其他系统进行交互，所述报告生成模块用于自动生成分析结果的报告，所述显示设备用于显示分析和图像内容。

7.根据权利要求5所述的兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型装置，其特征在于：所述装置还包括pcr仪、gel电泳设备、荧光显微镜或荧光信号检测设备、cas9蛋白表达系统和核酸分析仪器，所述pcr仪、gel电泳设备、荧光显微镜或荧光信号检测设备、cas9蛋白表达系统和核酸分析仪器之间电性连接。

8.根据权利要求7所述的兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型装置，其特征在于：所述pcr仪用于扩增dna片段，所述gel电泳设备用于在凝胶上分离聚合酶链反应的产物，所述荧光显微镜或荧光信号检测设备用于观测荧光标记的数量和存在，所述cas9蛋白表达系统用于将cas9基因导入到目标细胞中，所述核酸分析仪器用于确定序列信息。

9.根据权利要求1所述的兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本申请公开了一种兼容多荧光信号平台的农作物品种基因型分型方法及装置，属于生物信息学分析技术领域。包括设计sgRNA序列和引入CRISPR‑Cas9系统形成复合物，所述设计sgRNA序列和引入CRISPR‑Cas9系统可根据农作物目标基因的特定位点，设计合适的sgRNA序列，通过设计合适的sgRNA序列；sgRNA与Cas9蛋白共同作用，形成复合物导入到目标农作物细胞中，设计并合成带有荧光标记的DNA片段，并将其导入到目标农作物细胞中；便于准确观测农作物品种基因分型，便于进行分析。

技术研发人员：李钦
受保护的技术使用者：沧州渤海新区亚太生物科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6