CN101845489A - 一种大规模筛查扇贝snp的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于扇贝DNA分子遗传标记技术领域的一种大规模筛查扇贝SNP标记的方法,先用溶液D和酚氯仿提取多个栉孔扇贝RNA,按比例混匀后紫外分光光度计测定其浓度备用;再构建扇贝全长cDNA样品,包括cDNA第一链合成和cDNA第二链的合成与扩增;然后进行全长cDNA均一化,再进行超声波打断;然后连接测序接头,包括末端修复、接头连接和样品扩增;最后用生物学软件分析数据得到SNP标记;再选取筛查的SNP标记,设计引物;提取扇贝个体的DNA,等量混合作为模板,PCR扩增后进行常规克隆测序,将单碱基差异出现频率在10%及以上的位点定义为SNP标记;其原理安全可靠,工艺步骤简单易控,大规模筛选运行可靠,效果优良,应用性强。
Description
技术领域:
本发明属于扇贝DNA分子遗传标记技术领域,涉及一种大规模筛查扇贝SNP标记的方法。
背景技术:
SNP标记因其数目众多且具有稳定遗传性,在高密度遗传连锁图谱的构建和性状相关功能基因的QTL定位方面有广泛的应用。扇贝作为我国最重要的海水经济养殖贝类之一,在海水养殖产业中占有极其重要的地位。大规模筛查扇贝SNP标记对于扇贝高密度遗传图谱的构建和经济性状相关的QTL精细定位,并进一步进行分子设计育种至关重要。目前大规模筛查SNP标记在基因组信息丰富的人类和模式生物中应用较多,然而在基因组信息相对匮乏的扇贝上尚未见有报导过高效的、低成本的大规模筛查方法。随着新一代测序技术通量不断提高和成本持续下降,使得利用新一代测序技术来大规模筛查扇贝SNP标记成为可能。然而由于扇贝的基因组较大,有1.2G,且含有较多的重复序列,全基因组测序分离效率相对较低,因而以扇贝均一化的转录本为样品,结合高通量测序技术和生物信息学分析软件来筛查SNP标记,一方面避开重复序列,提高筛查效率;另一方面可同时获得与功能基因直接关联的SNP标记,具有通量高、效率高、成本低的特点,大规模筛查扇贝SNP标记的有效方法正在成为本技术领域中广大研发人员探究的课题。
发明内容:
本发明的目的在于寻求一种大规模筛查栉孔扇贝SNP标记的方法,该方法利用高通量测序技术和生物信息学分析软件实现对扇贝进行大规模SNP标记的筛选。
为了实现上述目的,本发明按照以下操作七个步骤完成:
1、用溶液D和酚氯仿提取不同发育时期、不同地理群体的多个栉孔扇贝的多种组织的RNA,按比例混匀后紫外分光光度计测定其浓度备用;
2、构建扇贝全长cDNA样品:
参照SMARTTM cDNA Library Construction Kit,但需将cDNA合成引物的序列替换为5’-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGTCGCAGTCGGTACTTTTTTCTTTTTTV-3’。
(1)cDNA第一链合成:
反转录反应以1ug RNA为模板,补RNase-Free水至4ul,加入1ul 10uM cDNA合成引物、1ul 10uM SMART IVTM Oligonucleotide(5’-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGTACGCGGG-3’),70℃温育3min,立即置冰上冷却1min;再加入1×First-StrandBuffer、1mM dNTP、0.01M DTT、1U Superscript II,混匀后42℃温育1h,65℃温育3min终止第一链的反应;
(2)cDNA第二链的合成与扩增:
PCR反应总体积为30ul,包含1ul稀释5倍的cDNA第一链产物,250uM dNTP,0.46uM NUP引物(5’-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGT-3’),1U Advantage 2Polymerase Mix,1×Advantage 2 PCR buffer,反应条件:94℃预变性5min,94℃变性40s,65℃退火1min,72℃延伸6min,进行15-19个循环,平行扩增16管,回收纯化扩增产物,1%琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计检测;
3、全长cDNA均一化:
具体步骤参照TRIMMER-DIRECT cDNA均一化说明书进行,均一化后再次扩增,PCR反应总体积为30ul,包含1ul cDNA均一化产物,250uM dNTP,0.46uM NUP引物,1U Advantage 2 Polymerase Mix,1×Advantage 2 PCR buffer;反应条件:94℃预变性5min,94℃变性40s,65℃退火1min,72℃延伸6min,进行15-19个循环,平行扩增16管,回收纯化扩增产物,1%琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计检测;
4、超声波打断:
取200ul cDNA(cDNA浓度为50-100ng/ul)于冰浴的1.5ml离心管,将超声波破碎仪的锥形探头浸没液面以下,20W功率破碎约20s,1%琼脂糖凝胶电泳检测片断大小,片段应主要集中在100~800bp之间,经过打断的样品回收纯化后电泳和紫外分光光度计检测;
5、连接测序接头:
(1)末端修复:
体系为12.5ul,包含50ng打断纯化后cDNA,1X NEB2 buffer,1X BSA,500uMdNTP,1.8U T4 DNA polymerase,12U Klenow fragment of DNA polymerase I,混匀后,室温下放置90min,70℃温浴15min终止反应,室温下冷却;
(2)接头连接:
连接体系为25ul,包含上步产物12.5ul,加入1X T4 DNA ligase buffer,2uM adapt or A(接头组成为5’-GCCTCCCTCGCGCCATCAGCCGCGCAGGT-3’和5’-ACCTGCGCGG-3’),2uM adaptor B(接头组成为5’-GCCTTGCCAGCCCGCTCAGACGAGCGGCCA-3’和5’-TGGCCGCTCGT-3’),2500U T4 DNA ligase,12℃过夜,加入100ul无菌水稀释5倍后65℃温浴10min,冷却至室温。纯化回收连接产物,紫外分光光度计检测;
(3)样品扩增:
PCR反应总体积为30ul,包含约40ug连接回收产物,250uM dNTP,2uM A引物(5’-GCCTCCCTCGCGCCATCAG-3’),2uM B引物(5’-GCCTTGCCAGCCCGCTCAG-3’),0.005uM A+halfswitch引物(5’-GCCTCCCTCGCGCCATCAGCCGCGCAGGTACGTATCAACGCAGAGTACGCGG-3’),0.005uM A+TrsaC引物(5’-GCCTCCCTCGCGCCATCAGCCGCGCAGGTCGCAGTCGGTACTTTTTTCTTTTTT-3’),1×Advantage 2 PCR buffer,1UAdvantage 2 Polymerase Mix,反应条件:94℃预变性5min,94℃变性40s,65℃退火1min,72℃延伸4min,进行15-19个循环,平行扩增16管,反应产物用1%琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计检测,产物应为约100~1000bp的弥散带,切胶回收300-800bp的片段5ug;454FLX-titanium上机,由测序公司完成;
6、数据分析:
利用生物学软件分析数据,即可得到大量的SNP标记;
7、SNP标记验证:
选取了100个筛查的SNP标记,设计引物;提取40个扇贝个体的DNA,等量混合作为模板,PCR扩增后进行常规克隆测序,每个位点扩增序列测20个克隆,将单碱基差异出现频率在10%及以上的位点定义为SNP标记。
本发明与现有技术相比,其原理安全可靠,工艺步骤简单易控,大规模筛选运行可靠,效果优良,可以大范围广泛应用于实际生产中。
具体实施方式:
下面通过实施例进一步对本发明进行说明。
实施例:
本实施例的具体操作步骤如下:
1、用异硫氰酸胍、酚、氯仿方法分别提取栉孔扇贝囊胚、原肠胚、担轮幼虫、D形幼虫、成贝全组织多个个体RNA,按比例混匀后紫外分光光度计测定其浓度备用;
2、构建栉孔扇贝全长cDNA样品:
参照SMARTTM cDNA Library Construction Kit,但需将cDNA合成引物的序列替换为5’-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGTCGCAGTCGGTACTTTTTTCTTTTTTV-3’。
(1)cDNA第一链合成:
反转录反应以1ug RNA为模板,补RNase-Free水至4ul,加入1ul 10uM cDNA合成引物、1ul 10uM SMART IVTM Oligonucleotide(5’-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGTACGCGGG-3’),70℃温育3min,立即置冰上冷却1min;再加入1×First-StrandBuffer、1mM dNTP、0.01M DTT、1U Superscript II,混匀后42℃温育1h,65℃温育3min终止第一链的反应;
(2)cDNA第二链的合成与扩增:
PCR反应总体积为30ul,包含1ul稀释5倍的cDNA第一链产物,250uM dNTP,0.46uM NUP引物(5’-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGT-3’),1U Advantage 2Polymerase Mix,1×Advantage 2 PCR buffer,反应条件:94℃预变性5min,94℃变性40s,65℃退火1min,72℃延伸6min,进行15-19个循环;平行扩增16管,回收纯化扩增产物,1%琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计检测;
3、全长cDNA均一化:
具体步骤参照TRIMMER-DIRECT cDNA均一化说明书进行。均一化后再次扩增,PCR反应总体积为30ul,包含1ul cDNA均一化产物,250uM dNTP,0.46uM NUP引物,1U Advantage 2 Polymerase Mix,1×Advantage 2 PCR buffer;反应条件:94℃预变性5min,94℃变性40s,65℃退火1min,72℃延伸6min,进行15-19个循环,平行扩增16管。回收纯化扩增产物,1%琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计检测;
4、超声波打断:
取200ul cDNA(cDNA浓度为50-100ng/ul)于冰浴的1.5ml离心管,将超声波破碎仪的锥形探头浸没液面以下,20W功率破碎约20s,1%琼脂糖凝胶电泳检测片断大小,片段应主要集中在100~800bp之间,经过打断的样品回收纯化后电泳和紫外分光光度计检测。
5、连接测序接头:
(1)末端修复:
体系为12.5ul,包含50ng打断纯化后cDNA,1X NEB2 buffer,1X BSA,500uMdNTP,1.8U T4 DNA polymerase,12U Klenow fragment of DNA polymerase I,混匀后,室温下放置90min,70℃温浴15min终止反应,室温下冷却;
(2)接头连接:
连接体系为25ul,包含上步产物12.5ul,加入1X T4 DNA ligase buffer,2uM adapt or A(接头组成为5’-GCCTCCCTCGCGCCATCAGCCGCGCAGGT-3’和5’-ACCTGCGCGG-3’),2uM adaptor B(接头组成为5’-GCCTTGCCAGCCCGCTCAG ACGAGCGGCCA-3’和5’-TGGCCGCTCGT-3’),2500U T4 DNA ligase。12℃过夜。加入100ul无菌水稀释5倍后65℃温浴10min,冷却至室温,纯化回收连接产物,紫外分光光度计检测;
(3)样品扩增:
PCR反应总体积为30ul,包含ug连接回收产物,250uM dNTP,2uM A引物(5’-GCCTCCCTCGCGCCATCAG-3’),2uM B引物(5’-GCCTTGCCAGCCCGCTCAG-3’),0.005uM A+halfswitch引物(5’-GCCTCCCTCGCGCCATCAGCCGCGCAGGTACGTATCAACGCAGAGTACGCGG-3’),0.005uM A+TrsaC引物(5’-GCCTCCCTCGCGCCATCAGCCGCGCAGGTCGCAGTCGGTACTTTTTTCTTTTTT-3’),1×Advantage 2 PCR buffer,1UAdvantage 2 Polymerase Mix,反应条件:94℃预变性5min,94℃变性40s,65℃退火1min,72℃延伸4min,进行15-19个循环,平行扩增16管,反应产物用1%琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计检测。产物应为约100~1000bp的弥散带,切胶回收300-800bp的片段5ug;454 FLX-titanium测序,共两板,由测序公司完成;
6、数据分析:
用QulitySNP软件对数据进行分析。参照软件使用说明,聚类使用CAP3软件,参数为重叠长度(100),重叠部分相似度(95%),其他参数均为缺省值;QulitySNP的参数设置为聚类簇最少序列数目为4,最少等位基因数目为2,并控制5’端低质量碱基数、单个多态位点序列间的相似度、所有多态位点的相似度和3’端低质量序列比例等参数,最小的SNP置信分为2;
筛查获得SNP标记28,206个。其中,转换(CT、AG)18,127个,颠换(AT、AC、TG、CG)9,321个,三等位形式标记738个,四等位形式标记20个。
7、有效性验证:
选取了100个筛查的SNP标记,设计引物;提取90个栉孔扇贝个体的DNA,等量混合作为模板,PCR扩增后进行常规克隆测序,每个位点扩增序列测20个克隆;将单碱基差异出现频率在10%及以上的位点定义为SNP标记,本实施例验证100个标记,其中部分标记实际存在。
本实施例具有通量高、效率高、成本低的特点,适用于大规模筛查栉孔扇贝SNP标记,在实际运行中效果安全达到了发明目的的要求。表1本发明涉及的引物序列表
cDNA合成引物的 替换序列 | 5’-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGTCGCAGTCGGTACTTTTTTCTTTTTTV-3’ |
MART IVTM Oligonucleotide | 5’-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGTACGCGGG-3’ |
NUP引物 | 5’-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGT-3’ |
adaptor A接头1 | 5’-GCCTCCCTCGCGCCATCAGCCGCGCAGGT-3’ |
adaptor A接头2 | 5’-ACCTGCGCGG-3’ |
adaptor B接头1 | 5’-GCCTTGCCAGCCCGCTCAGACGAGCGGCCA-3 |
adaptor B接头2 | 5’-TGGCCGCTCGT-3’ |
A引物 | 5’-GCCTCCCTCGCGCCATCAG-3’ |
B引物 | 5’-GCCTTGCCAGCCCGCTCAG-3’ |
A+halfswitch引 物 | 5’-GCCTCCCTCGCGCCATCAGCCGCGCAGGTACGTATCAACGCAGAGTACGCGG-3’ |
A+TrsaC引物 | 5’-GCCTCCCTCGCGCCATCAGCCGCGCAGGTCGCAGTCGGTACTTTTTTCTTTTTT-3’ |
Claims (1)
1.一种大规模筛查扇贝SNP的方法,其特征在于:
(1)、用溶液D和酚氯仿提取多个栉孔扇贝RNA,按比例混匀后紫外分光光度计测定其浓度备用;
(2)、构建扇贝全长cDNA样品:
参照SMARTTM cDNA Library Construction Kit,将cDNA合成引物的序列替换为5’-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGTCGCAGTCGGTACTTTTTTCTTTTTTV-3’;
①、cDNA第一链合成:反转录反应以1ug RNA为模板,补RNase-Free水至4ul,加入1ul 10uM cDNA合成引物、1ul 10uM SMART IVTM Oligonucleotide(5’-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGTACGCGGG-3’),70C温育3min,立即置冰上冷却1min;再加入1×First-Strand Buffer、1mM dNTP、0.01M DTT、1U SuperscriptII,混匀后42℃温育1h,65℃温育3min终止第一链的反应;
②、cDNA第二链的合成与扩增:PCR反应总体积为30ul,包含1ul稀释5倍的cDNA 第一链产物,250uM dNTP,0.46uM NUP引物(5’-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGT-3’),1U Advantage 2Polymerase Mix,1×Advantage 2PCR buffer,反应条件:94℃预变性5min,94℃变性40s,65℃退火1min,72℃延伸6min,进行15-19个循环,平行扩增16管,回收纯化扩增产物,1%琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计检测;
(3)、全长cDNA均一化:
具体步骤参照市售的TRIMMER-DIRECT cDNA均一化说明书进行,均一化后再次扩增,PCR反应总体积为30ul,包含1ul cDNA均一化产物,250uM dNTP,0.46uM NUP引物,1U Advantage 2Polymerase Mix,1×Advantage 2PCRbuffer;反应条件:94℃预变性5min,94℃变性40s,65℃退火1min,72℃延伸6min,进行15-19个循环,平行扩增16管,回收纯化扩增产物,1%琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计检测;
(4)、超声波打断:
取200ul浓度为50-100ng/ul的cDNA于冰浴的1.5ml离心管,将超声波破碎仪的锥形探头浸没液面以下,20W功率破碎20s,1%琼脂糖凝胶电泳检测片断大小,片段集中在100~800bp之间,经过打断的样品回收纯化后电泳和紫外分光光度计检测;
(5)、连接测序接头:
①、末端修复:体系为12.5ul,包含50ng打断纯化后cDNA,1X NEB2buffer,1X BSA,500uM dNTP,1.8U T4DNA polymerase,12U Klenow fragment of DNApolymerase I,混匀后,室温下放置90min,70℃温浴15min终止反应,室温下冷却;
②、接头连接:连接体系为25ul,包含上步产物12.5ul,加入1X T4DNA ligasebuffer,2uM adaptor A,接头组成为5’-GCCTCCCTCGCGCCATCAGCCGCGCAGGT-3’和5’-ACCTGCGCGG-3’,2uM adaptor B,接头组成为5’-GCCTTGCCAGCCCGCTCAGACGAGCGGCCA-3’和5’-TGGCCGCTCGT-3’,2500U T4DNA ligase,12℃过夜,加入100ul无菌水稀释5倍后65℃温浴10min,冷却至室温,纯化回收连接产物,紫外分光光度计检测;
③、样品扩增:PCR反应总体积为30ul,包含约40ug连接回收产物,250uMdNTP,2uM A引物(5’-GCCTCCCTCGCGCCATCAG-3’),2uM B引物(5’-GCCTTGCCAGCCCGCTCAG-3’),0.005uM A+halfswitch引物(5’-GCCTCCCTCGCGCCATCAGCCGCGCAGGTACGTATCAACGCAGAGTACGCGG-3’),0.005uM A+TrsaC引物(5’-GCCTCCCTCGCGCCATCAGCCGCGCAGGTCGCAGTCGGTACTTTTTTCTTTTTT-3’),1×Advantage 2PCR buffer,1U Advantage 2Polymerase Mix,反应条件:94℃预变性5min,94℃变性40s,65℃退火1min,72℃延伸4min,进行15-19个循环,平行扩增16管,反应产物用1%琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计检测,产物应为100~1000bp的弥散带,切胶回收300-800bp的片段5ug;454FLX-titanium上机,完成测序;
(6)、数据分析:
用市售的生物学软件分析数据,得到SNP标记;
(7)、SNP标记验证:
选取100个筛查的SNP标记,设计引物;提取40个栉孔扇贝个体的DNA,等量混合作为模板,PCR扩增后进行常规克隆测序,每个位点扩增序列测20个克隆,将单碱基差异出现频率在10%及以上的位点定义为SNP标记。
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20100929 |