一种基于DH系混样建库和基因型填充的基因型分型方法及其应用技术

本发明专利技术涉及基因预测技术领域，尤其是涉及一种基于DH系混样建库和基因型填充的基因型分型方法及其应用，其基因型分型方法具体包括以下步骤：步骤S1、对不同DH群体的亲本进行高密度基因型检测；步骤S2、对所述不同DH群体的子代群体进行混样和低密度基因型检测，获得DH子代混样低密度基因型数据；步骤S3、对所述DH子代混样低密度基因型数据进行拆分，得到DH子代单样低密度基因型数据；步骤S4、利用步骤S1的检测数据，对所述DH子代单样低密度基因型数据进行填充，得到DH子代高密度基因型数据。采用本发明专利技术的方法可快速、准确、高效地鉴定大规模DH子代基因型，在育种领域具有广泛的应用价值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DH系混样建库和基因型填充的基因型分型方法及其应用


[0001]本专利技术涉及基因预测
，尤其是涉及一种基于DH系混样建库和基因型填充的基因型分型方法及其应用。

技术介绍

[0002]育种是一门复杂的技术，传统育种工作主要依赖于育种家的经验和机遇，凭借育种家的经验和肉眼筛选，存在很大的周期长、盲目性、不可预测性，不适合大规模的商业化育种体系。双单倍体系(doubled haploid，以下简称DH系)育种是通过利用诱导系诱导产生单倍体植株，再通过染色体组加倍使植物恢复正常染色体数的育种方法，其能够在较短时间(2代)内选育出DH纯系，大大缩短育种年限，是加速种质材料纯化、缩短育种年限的有效途径。在DH系育种中，全基因组基因型检测是育种过程中的重要工具，全基因组基因型检测通常是利用基因芯片技术实现，基因芯片通过汇集有代表性特征的DNA信息，可以提前对材料的基因型进行检测，进而实现对材料表现的评估与预测，可有效缩短育种周期，因此被广泛应用于纯度鉴定、重要功能基因鉴定、背景筛选等应用场景。
[0003]相关技术中，液相基因芯片是一种新型的基因型检测技术，该技术基于基因型靶向测序检测技术，通过设计目标区域探针与靶向区间序列互补结合对目标区域进行定点捕获，且能够在液相中同时快速完成成千上万个探针杂交反应的试剂盒，然后对捕获富集的目标区间进行二代测序，从而获得目标区间内的所有SNP/InDel位点的基因型，实现对材料的基因型检测，然而利用液相基因芯片进行全基因组基因型检测的成本较高。此外，基于现阶段动植物育种中所用的育种基因芯片基本为国外所垄断的固相芯片，固相芯片的制造、检测试剂和仪器设备完全依赖进口，成本高、风险大，育种基因芯片及相关基因型分型技术成为种业“卡脖子”核心关键技术之一，同时高密度基因芯片在大群体单样基因型检测应用成本高，极大地限制了基因型检测在育种中的实际应用。
[0004]因此，亟需寻求一种基于DH系混样建库和基因型填充的基因型分型方法及其应用，其能够快速、准确地鉴定大规模DH子代基因型，降低基因型检测成本，提高育种效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于DH系混样建库和基因型填充的基因型分型方法及其应用，能够快速、准确、高效、高通量的鉴定大规模DH子代基因型，可以大幅度降低基因型检测成本和时间。
[0006]本专利技术还提出一种上述基因型分型方法在植物育种中的应用。
[0007]本专利技术还提出一种系统，采用上述的基因型分型方法进行检测。
[0008]本专利技术还提出一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序能被处理器执行以实现上述的基因型分型方法步骤。
[0009]本专利技术的第一方面，提供一种基于DH系混样建库和基因型填充的基因型分型方
法，包括以下步骤：
[0010]步骤S1、对不同DH群体的亲本进行高密度基因型检测；
[0011]步骤S2、对所述不同DH群体的子代群体进行混样和低密度基因型检测，获得DH子代混样低密度基因型数据；
[0012]步骤S3、对所述DH子代混样低密度基因型数据进行拆分，得到DH子代单样低密度基因型数据；
[0013]步骤S4、利用步骤S1的检测数据，对所述DH子代单样低密度基因型数据进行填充，得到DH子代高密度基因型数据。
[0014]根据本专利技术实施例的基因型分型方法，至少具有如下有益效果：采用本专利技术的基因型分型方法，其DH子代基因型的平均拆分一致性高达99.58％，平均填充一致性高达99.09％。此外本专利技术的基因型分型方法效率高、成本低，当DH群体大小为50时，可以节约实验55％成本，当群体大小为100时可以节约实验成本62％，且由于只需要检测DH子代混样及DH亲本，检测样本只需要检测原本样本量的一半，检测时间得到有效缩短。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述不同DH群体为两个不同DH群体。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述高密度基因型检测的方法包括采用固相SNP芯片检测、液相SNP芯片检测、扩增子测序、简化基因组测序、全基因组重测序中的一种。
[0017]优选地，所述高密度基因型检测的方法包括56K固相芯片检测、50K cGPS液相芯片检测和10K液相芯片检测中的任一种。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述高密度基因型检测为10K液相SNP芯片检测。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S2中，所述低密度基因型检测的方法包括固相SNP芯片检测、液相芯片检测、扩增子测序、简化基因组测序中的一种。
[0020]其中，低密度基因型检测的方法是指标记密度相对于步骤S1中高密度基因型检测方法更低的分型方法。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，所述低密度基因型检测的方法包括1K液相SNP芯片检测或1K mGPS液相芯片检测。
[0022]优选地，所述低密度基因型检测为1K液相SNP芯片检测。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，所述混样包括分别取所述不同DH群体中的一个子代样本并提取基因组DNA进行混合。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，所述混样为等比例混样。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，所述拆分具体包括以下步骤：
[0026]步骤S11、质控：利用所述亲本的高密度基因型检测数据对所述DH子代混样低密度基因型数据进行矫正；
[0027]步骤S12、亲本推断：根据所述DH子代混样基因型纯合或杂合，利用亲本的基因型推测出等位基因来源亲本；
[0028]步骤S13、基因型推断：利用推测出来等位基因来源亲本，根据就近原则进一步推测DH子代单样的基因型数据，获DH子代单样1K基因型数据。
[0029]优选地，所述拆分具体包括以下步骤：
[0030]1、质控：利用所述亲本的高密度基因型数据对DH子代混样低密度基因型数据进行
矫正；
[0031]2、亲本推断：根据DH子代混样基因型纯合或杂合，利用亲本的基因型来推测出等位基因来源亲本；
[0032]3、基因型推断：利用推测出来位点的亲本来源，进一步推测DH子代单样基因型，获得DH子代单样1K基因型数据。
[0033]在本专利技术的一些实施方式中，所述亲本推断步骤中由于DH子代的等位基因都是来源于亲本，可以利用亲本的基因型推测出DH子代的等位基因来源亲本，具体推测示例如下：
[0034][0035]在本专利技术的一些实施方式中，若存在其他未确定亲本的等位基因，则根据染色体位置采取就近原则推测；
[0036]优选地，所述就近原则推测是指此位置以及离它最近标记的区间片段内的位置其亲本全划分为来自此最近标记的亲本。
[0037]在本专利技术的一些实施方式中，所述填充具体包括以下步骤：
[0038]步骤S21、过滤掉所述不同DH群体亲本的高密度基因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于DH系混样建库和基因型填充的基因型分型方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、对不同DH群体的亲本进行高密度基因型检测；步骤S2、对所述不同DH群体的子代群体进行混样和低密度基因型检测，获得DH子代混样低密度基因型数据；步骤S3、对所述DH子代混样低密度基因型数据进行拆分，得到DH子代单样低密度基因型数据；步骤S4、利用步骤S1的检测数据，对所述DH子代单样低密度基因型数据进行填充，得到DH子代高密度基因型数据。2.根据权利要求1所述的基因型分型方法，其特征在于，步骤S1中，所述高密度基因型检测的方法包括固相SNP芯片检测、液相SNP芯片检测、扩增子测序、简化基因组测序、全基因组重测序中的一种。3.根据权利要求1所述的基因型分型方法，其特征在于，步骤S2中，所述低密度基因型检测的方法包括固相SNP芯片检测、液相芯片检测、扩增子测序、简化基因组测序中的一种。4.根据权利要求1所述的基因型分型方法，其特征在于，步骤S2中，所述混样包括分别取所述不同DH群体中的一个子代样本并提取基因组DNA进行混合。5.根据权利要求2所述的基因型分型方法，其特征在于，步骤S2中，所述混样为等比例混样。6.根据权利要求1所述的基因型分型方法，其特征在于，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李为国，曹明月，雷雨婷，周福洋，肖金华，田冰川，唐顺学，
申请(专利权)人：华智生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：