[發明專利]一種檢測非整倍體缺失染色體信息的方法

在審

• 申請號: 202211716471.3
• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN115948521A
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 陳肅;陳嵩;于越;王鑫宇;周妍;何蕊含;劉文軒;劉宣晨
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: C12Q1/6869
• 分類號: C12Q1/6869;G16B40/20
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 陳月霞

本發明公開了一種檢測非整倍體缺失染色體信息的方法，包括以下步驟：提取待測生物體的DNA并進行全基因組測序，獲得測序序列；將所述測序序列比對至參考基因組上，并獲取待測生物體的每條染色體的頻率散點圖；將所述每條染色體的頻率散點圖進行擬合，并獲取擬合曲線中所有高斯峰對應的測序深度；對所述測序深度進行聚類處理，進而獲得待測生物體的染色體倍性。本發明以二代高通量測序技術為基礎，在面對大批量的樣品時，相較于傳統檢測方法可大大縮短時間，同時可實現自動化操作，具有標準性和可重復性等優勢。

技術領域

本發明屬于基因組測序及生物信息學領域，特別是涉及一種檢測非整倍體缺失染色體信息的方法。

背景技術

在大多情況下，非整倍體對于動物及人類是致命的，但植物對于非整倍體卻通常表現出較強的耐受力，特別是在異源多倍體植物中。非整倍體在基因及分子標記的物理位置確定、基因轉移、連鎖群與染色體的對應關系的確立上具有無可比擬的優勢，對于植物的遺傳、育種的研究有著重要的意義，同時在實際育種中的應用中非整倍體也取得了不少成果。

通過非整倍體研究，可以更快地、有系統地梳理清植物的各種性狀之間的遺傳規律，并確定其染色體與其近緣植物間的關系，從而更有計劃地選育出各種特殊優良的新品種。但由于這種研究涉及大量的雜交實驗，工作量大且時間長，在林木領域研究略顯匱乏。由于林木生長時期較長，難以在育種過程中調整方向，所以在開展正式實驗前必須得到足夠的染色體信息。

如今基于個體染色體組的核型分析，如C帶法、G帶法、流式細胞術以及基于染色體特異探針的熒光原位雜交技術(FISH)都是較為常見的非整倍體鑒定方法。但上述方法大多對實驗材料類型有較強的偏好性并需要長時間的實驗制備，在面對大批量實驗材料的篩選工作時將略顯吃力。倍性分析儀可快速確定所創制群體是否為非整倍體，但難以確定每個個體的具體染色體組成情況。

此外，傳統高通量測序后利用T檢驗檢測樣品與標準參照樣覆蓋深度是否有顯著性差異的方法現已在唐氏綜合征、18-三體綜合征等人類疾病的臨床中應用。但在植物非整倍體育種中，由于雜交品種繁多、基因組差異大、染色體增減數目多、標準參照獲取困難等因素，同樣難以展開。因此，亟需提供一種檢測非整倍體缺失染色體信息的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種檢測非整倍體缺失染色體信息的方法，以解決上述現有技術存在的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種檢測非整倍體缺失染色體信息的方法，包括以下步驟：

提取待測生物體的DNA并進行全基因組測序，獲得測序序列；

將所述測序序列比對至參考基因組上，并獲取待測生物體的每條染色體的頻率散點圖；

將所述每條染色體的頻率散點圖進行擬合，并獲取擬合曲線中所有高斯峰對應的測序深度；

對所述測序深度進行聚類處理，進而獲得待測生物體的染色體倍性。

可選地，對提取的DNA進行全基因組測序之前還包括：基于瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA的完整性，并采用酶標儀對DNA含量進行濃度檢測。

可選地，所述參考基因組選用待測生物體的物種本身或近源物種的基因組，且已掛載至染色體級別。

可選地，獲取每條染色體的頻率散點圖的過程包括：獲取每條染色體上每個堿基的測序深度，并統計每種測序深度的出現頻率，進而獲得每條染色體的頻率散點圖。

可選地，將所述每條染色體的頻率散點圖進行擬合的過程包括：將所述每條染色體的頻率散點圖擬合成單條高斯曲線或x條高斯曲線的疊加所形成的混合高斯模型，其中，x為每條染色體的頻率散點圖中峰的數量。

可選地，對所述測序深度進行聚類處理之前還包括：將所述測序深度進行排序，獲得每條染色體中測序深度最大的高斯峰。