[发明专利]一种西瓜全基因组SNP-Panel的开发、检测方法及育种应用

说明书

本发明涉及一种西瓜全基因组SNP‑Panel的开发、检测方法及育种应用，包获取需检测的西瓜DNA样品，基于西瓜基因组重测序信息开发覆盖西瓜整个基因组的SNP标记56245个SNP；优化精选722个SNP；每个SNP位点包含两个不同碱基变异位点；针对每一个SNP标记设计一对相对应的特异扩增引物；将722个SNP标记进行组合，构成一个基因Panel；使用特异引物扩增目标SNP标记位点，然后添加测序接头，完成二代测序文库的构建；质控与定量；在illumina测序仪上完成PE150测序获得序列数据；获取所标记的各位点的基因型。利用该技术可实现分子育种领域的基因检测及分析需求，检测覆盖度广，分析速度快，检测成本低，大幅度提高我国西瓜育种效率，缩短育种周期，促进农业发展。

技术领域

本发明属于西瓜分子育种领域技术领域，特别是关于一种西瓜全基因组 SNP-Panel开发、检测与育种应用。

背景技术

用传统育种方法培育一个品种，通常时间长、工作量大、效率低。近年来，基因组测序技术的飞速发展极大地提高了分子标记开发效率，大量与基因紧密连锁标记或功能分子标记被开发，进而推动了分子标记辅助选择技术在育种中的广泛应用，从而极大地提升了育种效率和质量。分子标记辅助育种是利用分子标记与决定目标性状基因紧密连锁的特点，通过检测分子标记，即可检测到目的基因的存在，达到选择目标性状的目的，具有准确、所需时间短、效率高、不受环境条件干扰的优点。分子设计育种技术将实现对农艺性状的精确改良，显示出比其他育种手段更为突出的优越性，是今后作物育种技术发展的方向。

西瓜全基因组SNP-Panel是高效育种技术体系，能够实现西瓜分子设计育种的流程化、信息化，大幅度提高我国西瓜育种效率，缩短育种周期，促进农业发展；通过西瓜SNP-Panel的技术开发积累，相关技术还可以应用于其他粮食作物、蔬菜、水果、花卉、家畜、鱼类等的分子设计育种；满足不同物种的分子育种需求，加快优质品种的开发时间，满足人民对生活物质“量”和“质”的需求。

目前分子标记辅助育种的技术有SSR/InDel、KASP和基因芯片， SSR/InDel和KASP可用的标记少，单价高，不适合全基因组范围的分子标记辅助育种；在国际上，以先正达公司为首的种业巨头早已实现玉米、大豆、西瓜等多种作物的分子育种，并育成一系列优质抗病农作物新品种。

发明内容

本发明一方面包括西瓜全基因组SNP-Panel的开发、检测方法，基于西瓜重测序结果分析全基因组SNP，按每0.5Mb距离选择1个SNP变异，获得特定SNP标记，设计扩增引物并选出检测特定SNP标记的特异性引物，通过多重PCR、二代测序和生物信息学分析软件“MMBB-Panel”获得所有个体基因型。

该特定SNP标记为本发明所特指的722个SNP(具体分布见附图)，其均匀覆盖水稻全基因组。

该扩增引物为特定SNP标记的扩增引物，每一个SNP标记均有一对相对应的特异性引物，以期高程度解读西瓜基因组。

该全基因组SNP-Panel可实现10000个样品的同时检测，每个样品一次可检测1000个和1000个以上均匀覆盖西瓜全基因组的SNP标记，该SNP标记的数量优选地为722个。

该生物信息学分析软件“MMBB-Panel”为自主开发的专门软件。

本发明另一方面提供了全基因组SNP-Panel在分子育种中的应用。

本发明所述西瓜全基因组SNP-Panel开发、检测及育种应用的方法主要包括以下几个步骤：

(1)提取西瓜基因组DNA，包括提取干种子、幼嫩茎段、叶片、幼穗老叶、发芽幼苗中的DNA；

(2)设计目标位点扩增引物，包括从全基因组重测序技术鉴定得到的大最 SNP标记中选择本发明所特指的722个SNP，使用Primer3软件设计扩增引物并使用ePCR软件检测引物，最后挑选出的特异性检测每个SNP标记的特异引物。

(3)多重PCR扩增和文库构建，包括将722个SNP标记进行组合，构成一个基因Panel，使用特异性引物扩增目标SNP标记，添加测序接头并完成二代测序文库的构建；