變異檢測(cè)是指通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)某一物種個(gè)體或群體的基因組進(jìn)行測(cè)序及差異分析，獲得大量的遺傳變異信息，如單核苷酸多態(tài)性（SNP）、插入缺失（InDel）、結(jié)構(gòu)變異（SV）、拷貝數(shù)變異（CNV）等，可用于開(kāi)發(fā)分子標(biāo)記建立遺傳多態(tài)性數(shù)據(jù)庫(kù)，為后續(xù)揭示進(jìn)化關(guān)系、挖掘功能基因等奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
| 樣品類型 | 樣品需求量 | 樣品濃度 | 樣品質(zhì)量 | 樣品體積 |
| 無(wú)降解且無(wú)蛋白和RNA污染的雙鏈DNA樣品 | 小片段文庫(kù)≥200 ng | ≥ 5 ng/μl | 基因組完整性等級(jí)高于7 | ≥12 μl |
物理輻照已經(jīng)被成功用于水稻種植資源創(chuàng)新。然而，通過(guò)輻照誘發(fā)突變的分子機(jī)制仍不清楚。在本研究中，研究者通過(guò)全基因組重測(cè)序技術(shù)揭示輻照誘變處理之后水稻基因組的變異情況。
材料：水稻9311經(jīng)γ射線誘變處理得到紅色種皮和大米有益成分含量增加的突變材料M1，經(jīng)過(guò)6代自交得到純系材料Red-1
建庫(kù)：葉片組織基因組總DNA，構(gòu)建小片段文庫(kù)
測(cè)序：Solexa 雙末端測(cè)序，20X
分析：SNP檢測(cè)、InDel檢測(cè)、SV檢測(cè)、基因功能富集分析
Red-1材料的基因密度在200 Kb/gene，全基因組重測(cè)序檢測(cè)到381,403個(gè)SNPs，50,116個(gè)1-5 bp的InDels，1,279個(gè)CNVs和10,026個(gè)PAVs，點(diǎn)突變是主要的突變類型。
圖1 變異在水稻基因組中的分布
檢測(cè)到的SNP分布于8,724個(gè)基因，Indels覆蓋了6,271個(gè)基因，SV覆蓋了5,016個(gè)基因。變異的分布涵蓋了基因的不同區(qū)域，存在一定染色體偏好性，主要集中在第1、2、3、4和8號(hào)染色體。基因功能主要涉及激酶結(jié)構(gòu)域、植物細(xì)胞色素_p450結(jié)構(gòu)域、亮氨酸重復(fù)結(jié)構(gòu)域等。
圖2 SNPs、InDels和SVs三種變異類型相關(guān)的基因WEGO注釋
KEGG功能富集分析發(fā)現(xiàn)，參與細(xì)胞組分、結(jié)合功能以及催化活性、代謝過(guò)程相關(guān)相關(guān)基因易受γ射線輻照影響，篩選到8個(gè)基因可能涉及突變體有益成分的生物合成途徑及色素調(diào)控。
全基因組變異檢測(cè)為研究輻射引起水稻Red-1中種皮顏色和有益成分變異的分子機(jī)制提供新的研究思路。
Cheng Z, Lin J, Lin T, et al. Genome-wide analysis of radiation-induced mutations in rice (Oryza sativa L. ssp. indica)[J]. Molecular Biosesystems, 2014, 10(4): 795-805.
