基于BSA混池测序分析开发胡杨性别鉴定的标记

摘要

胡杨是中国西北地区重要的乔木树种,其在新疆的分布最为广泛,具有较强的耐旱、耐寒、抗盐碱的能力,在遏制沙漠扩展、保护生物多样性、保障工农业生产生态安全等诸多方面具有不可替代的作用。为了能够在胡杨幼苗阶段对雌雄个体进行性别鉴定,本研究提取雌雄胡杨叶片高质量的基因组DNA,分别构建文库以进行Illumina、PacBio和Hi-C测序。基于PacBio测序得到的reads进行初步组装。并采用Illumina测序得到的reads对组装结果进行纠错得到草图版本的基因组。利用Hi-C测序技术将雌雄基因组组装,对雌雄基因组进行注释、评估,获得到染色体水平的高质量雌雄基因组序列。基于BSA混池测序分析,以胡杨雄株高质量基因组为参考,对96个雌株和97个雄株的BSA-seq数据进行关联分析,筛选出雌性混池深度连续为0,同时雄性混池深度连续大于10的区域。对这些区域提取包括上下游150 bp在内的序列作为性别鉴定候选区域,将性别候选区域与胡杨高质量雌株基因组进行Blast同源比对,根据性别候选区最终筛选出胡杨雌雄共有的3对特异性引物和雄性性别连锁的4对特异性引物。结果表明胡杨待测样品在雌雄共有引物对扩增出条带的基础上,若扩增出100~300 bp大小的特有条带则为雄性,若未扩增出目标条带,则为雌性。这为在幼苗期对胡杨性别进行鉴定提供了重要的理论依据,为解决行道树旁胡杨飞絮污染问题和商业化种植与应用提供了可靠的解决方案。