[发明专利]一种识别猕猴桃杂交亲本对子代基因组贡献比例的方法

说明书

本发明公开一种识别猕猴桃杂交亲本对子代基因组贡献比例的方法。它包括：对杂交双亲和子代及远缘外类群进行基因组低深度测序；测序数据的参考基因组比对和单碱基变异信息获取；基于单碱基变异的基因组窗口划分和对数可能性估计；分窗口最大可能基因树构建和置信区间估计；杂交双亲在基因树水平与子代遗传关系统计及基因组贡献比例预测。本发明利用整基因组变异信息解析杂交亲本与杂交子代的进化遗传关系，使得对杂交子代特征性状的预测具有较高的准确性；同时使用该方法可以在杂交子代形成的童期对其可能存在的表型特征变异的幅度和方向进行预测，可以极大的促进杂交株系的早期筛选，节省人力物力成本，并大大提高资源发掘利用效率。

技术领域

本发明属于植物遗传资源评价和生物技术领域，具体涉及一种识别猕猴桃杂交亲本对子代基因组贡献比例的方法和应用，即用于猕猴桃杂交组合中亲本对杂交后代基因组贡献比例的分析，从而形成对杂交子代性状变异幅度和方向的预测，提升杂交子代的早期筛选效率，减少土地和人力成本，促进杂交新品种的快速培育。

背景技术

作物杂交育种是种质资源改良和新品种培育的重要手段，通过杂交通常可以整合双亲优异性状并进一步产生新的跨亲特征，在产量、生态适应性和抗性等方面形成广泛的变异。猕猴桃(Actinidia chinensis Planch.)是原产我国的重要新兴水果，因富含维生素C等多种营养成分而受到消费者的广泛喜爱。近年来，猕猴桃人工杂交育种取得了较大进展，一些杂交新品种的出现，无论是在品质特性和种植适应性等方面都优于其他常规品种，促进了猕猴桃产业发展和商品销售。同时，猕猴桃本身为雌雄异株多年生植物，种间自然杂交也十分频繁，形成了大量自然杂交种质资源可以用来进行遗传评价和育种应用。在猕猴桃的杂交资源评价过程中，确定杂交亲本对子代的基因组贡献比例，可以有效的预测其杂交后代性状变异的幅度和方向，从而形成早期杂交子代的人工筛选，大大提升资源发掘利用的效率。然而，迄今为止，缺乏准确有效的技术方法来进行杂交基因组比例的预测，使得猕猴桃杂交育种过程中杂交资源的早期选择存在极大的盲目性，并浪费了大量的人力物力成本，不利于杂交新品种的快速培育和创新。

发明内容

本发明的目的是针对猕猴桃杂交资源早期选择效率低下的问题，提供一种识别猕猴桃杂交亲本对子代基因组贡献比例的方法，其能用于猕猴桃杂交后代性状变异幅度和方向的预测，促进杂交资源早期选择效率。

本发明通过整基因组范围单碱基变异(SNPs)标记的获取以及一定大小基因组窗口的划分，按基因组窗口构建猕猴桃杂交双亲和杂交子代及一个远缘猕猴桃外类群的四类群(four-taxon)最大可能(maximum likelihood)亲缘关系树(定义为基因树)，然后在整基因组范围内统计支持杂交后代与其中一个亲本聚类的基因树数量，根据各自亲本与杂交子代聚类的基因树数量所占的比例形成杂交亲本对杂交子代基因组贡献比例的分析预测。

本发明包括待分析杂交子代与杂交双亲的基因组低深度测序，将测序数据比对到猕猴桃参考基因组获取SNPs变异，基于变异信息的10-kb非重叠基因组窗口划分，然后对每个窗口内所有变异位点，估计其对杂交亲本与子代亲缘关系支持的对数可能性(site-wiselog likelihoods)，基于位点可能性估计值构建该窗口的最大可能性进化发育关系，即该窗口的基因树，最后利用整基因组范围内基因树对杂交双亲的支持率预测其对杂交子代基因组内容的贡献比例。

本发明的识别猕猴桃杂交亲本对子代基因组贡献比例的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、对猕猴桃杂交双亲样本和子代样本及远缘猕猴桃外类群样本进行基因组低深度测序，获得各样本的基因组；

B、测序数据的参考基因组比对和单碱基变异信息获取：将各样本的基因组比对到中华猕猴桃参考基因组，对基因组比对序列进行基因型构建和变异信息发掘，同时对所获得的单碱基变异进行过滤，去掉不可靠的变异信息位点；