CN113345518A - 一种不依赖先证者或参照者的单基因病的单体型构建方法 - Google Patents

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CN113345518A CN202110878286.3A CN202110878286A CN113345518A CN 113345518 A CN113345518 A CN 113345518A CN 202110878286 A CN202110878286 A CN 202110878286A CN 113345518 A CN113345518 A CN 113345518A
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Abstract

本发明提供了一种不依赖先证者或参照者的单基因病的单体型构建方法，包括：单基因病目标区域扩增并获取基因测序数据；筛选母亲测序数据和父亲测序数据中判断子代胚胎中2条DNA链来源的SNP位点集合N1和SNP位点集合N2；提取各子代胚胎测序数据中的SNP位点集合N1‑1、SNP位点集合N2‑1；依据SNP位点杂合碱基的分布规律，判断各子代胚胎中母亲DNA链来源和父亲DNA链来源并构建子代胚胎单体型；在子代胚胎中寻找含致病突变的胚胎作为“先证者”，依据孟德尔遗传规律并结合子代胚胎单体型，判断各子代胚胎是否携带致病基因链。本发明的单体型构建方法不依赖先证者或参照者，即可准确判断子代胚胎是否携带致病基因。

Description

一种不依赖先证者或参照者的单基因病的单体型构建方法
技术领域
本发明属于基因检测技术领域，涉及胚胎植入前诊断技术，具体为一种不依赖先证者或参照者的单基因病的单体型构建方法。
背景技术
单基因病，也称孟德尔遗传病，由单基因突变所致，是指位于同源染色体上的一对等位基因中一个或两个发生突变，导致蛋白质结构信息错误，或基因表达控制异常而出现的身体结构发育或生理功能异常，较常见的有红绿色盲、血友病、白化病、HCN4基因病、罗氏易位等。由于其具有遗传特性，危害较大且大多无治愈方法，只能进行一些对症缓解治疗。
对于单基因病家系来说，主要是以预防为主，防止和减少有遗传病的患儿出生，避免有遗传病患儿生后发病。其中，PGD技术（胚胎植入前遗传学诊断，用于检查胚胎是否携带有遗传缺陷的基因）是一级预防措施，通过对胚胎样本进行分析，以筛选出不含有基因突变的胚胎植入。然而，在对胚胎样本进行基因组扩增分析时，由于单细胞全基因组扩增存在等位基因脱扣、全基因组扩增不均一等特点，导致直接进行致病位点检测时会出现一定的假阳性或假阴性。因此，可以利用基因的连锁与交换理论，在单基因上下游构建单体型，通过突变与链的连锁关系判断胚胎的致病性。
目前，对胚胎的单体型构建，是通过胚胎/胎儿、父亲、母亲、先证者（或参照者，即与先证者具有血缘关系的亲属）的测序数据，基于先证者（或参照者）区分胚胎/胎儿的父亲或母亲的致病链，进而判断胚胎/胎儿的致病性。但是，对于特殊家系，如在无先证者的情况下，或者参照者基因样本不可用时，通过上述方法就不能对胚胎/胎儿的基因中是否携带致病基因进行判断。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不依赖先证者或参照者的单基因病的单体型构建方法，其能够在具有先证者或参照者基因样本不可用时，也可以对胚胎的基因中是否致病基因进行准确的判断，从而选择不含有致病基因的胚胎进行植入，以避免携带致病基因的患儿出生。
实现发明目的的技术方案如下：一种不依赖先证者或参照者的单基因病的单体型构建方法，包括以下步骤：
对单基因病目标区域进行扩增，测序获取基因测序数据，包括母亲测序数据、父亲测序数据、n个子代胚胎测序数据；
基于母亲测序数据和父亲测序数据，筛选并提取判断子代胚胎中母亲DNA链来源的SNP位点集合N1，筛选并提取判断子代胚胎中父亲DNA链来源的SNP位点集合N2；
基于各子代胚胎测序数据、SNP位点集合N1、SNP位点集合N2，提取各子代胚胎测序数据中的SNP位点集合N1-1、SNP位点集合N2-1；
依据SNP位点集合N1-1内SNP位点杂合碱基的分布规律，判断各子代胚胎中母亲DNA链来源；依据SNP位点集合N2-1内SNP位点杂合碱基的分布规律，判断各子代胚胎中父亲DNA链来源；
基于子代胚胎的父亲DNA链来源和母亲DNA链来源，构建子代胚胎单体型；
在子代胚胎中寻找含致病突变的胚胎作为先证者，依据孟德尔遗传规律并结合子代胚胎单体型，判断各子代胚胎是否携带致病基因链。
本发明设计的子代胚胎的单基因病的单体型构建方法，不依赖先证者或参照者，在没有先证者或参照者，或者参照者的DNA样本不可用时，也能够准确的对子代胚胎是否携带致病基因进行判断，以减少或者避免携带致病基因的患儿出生。
在上述单基因病的单体型构建方法的一个实施例中，提取各子代胚胎测序数据中的SNP位点集合N1-1、SNP位点集合N2-1前，还包括：提取基因测序数据中的特异性SNP位点，形成SNP位点集合N，包括N子代、N母亲、N父亲。
进一步的，上述SNP位点集合N1-1的获取方法，包括：基于N母亲和N父亲，筛选N母亲中杂合SNP位点，且N父亲中纯合SNP位点作为特异性SNP位点，形成SNP位点集合N1。基于各子代胚胎测序数据N子代和N1，提取并获得各子代胚胎测序数据中的SNP位点集合N1-1，作为判断子代胚胎中母亲DNA链来源的依据；
SNP位点集合N2-1的获取方法，包括：基于N母亲和N父亲，筛选N母亲中纯合SNP位点，且N父亲中杂合SNP位点作为特异性SNP位点，形成SNP位点集合N2。基于各子代胚胎测序数据N子代和N2，提取并获得各子代胚胎测序数据中的SNP位点集合N2-1，作为判断子代胚胎中父亲DNA链来源的依据。
在上述单基因病的单体型构建方法的一个实施例中，判断各子代胚胎中母亲DNA链来源和父亲DNA链来源前，还包括：依据SNP位点的杂合碱基的分布规律，分别对各子代胚胎测序数据中SNP位点集合N1-1和SNP位点集合N2-1内SNP位点标记。
进一步的，上述各子代胚胎测序数据中SNP位点集合N1-1和SNP位点集合N2-1内SNP位点标记方法为：
在单基因病目标区域内，当子代胚胎的父亲和母亲的基因型分别为AB和AA时，定义B为杂合碱基，A为纯合碱基；
若子代胚胎的SNP位点包含B时，则标记为1；
若子代胚胎的SNP位点不包含B时，则标记为0。
进一步的，上述各子代胚胎中母亲DNA链来源和父亲DNA链来源的判断方法为：基于SNP位点集合N1-1内标记为1或0的SNP位点，建立n个子代胚胎的母亲DNA链来源分析矩阵；遍历n个子代胚胎的母亲DNA链来源分析矩阵中标记为1的SNP位点；筛选出标记不同的m个子代胚胎，其中，m≤n；将m个子代胚胎分为2类，一类对应于母亲的一条DNA链，另一类对应于母亲的另一条DNA链，获得各子代胚胎中母亲DNA链来源；
基于SNP位点集合N2-1内标记为1或0的SNP位点，建立n个子代胚胎的父亲DNA链来源分析矩阵；遍历n个子代胚胎的父亲DNA链来源分析矩阵中标记为1的SNP位点；筛选出标记不同的m个子代胚胎，其中，m≤n；将m个子代胚胎分为2类，一类对应于父亲的一条DNA链，另一类对应于父亲的另一条DNA链，获得各子代胚胎中父亲DNA链来源。
在上述单基因病的单体型构建方法的一个实施例中，单基因病的单体型构建方法，还包括：基于SNP位点集合N1-1和SNP位点集合N2-1，判断子代胚胎的单基因病目标区域是否为单体或三体，是否有重组段。
进一步的，上述单基因病目标区域是否为单体的判断方法为：基于各子代胚胎测序数据，若SNP位点集合N1-1中无含杂合碱基SNP位点，则该子代胚胎不含有母亲DNA链，判断该子代胚胎的单基因病目标区域为单体；或若SNP位点集合N2-1中无含杂合碱基SNP位点，则该子代胚胎不含有父亲DNA链，判断该子代胚胎的单基因病目标区域为单体。
进一步的，上述单基因病目标区域是否为三体，或是否有重组段的判断方法为：
基于各子代胚胎测序数据，若SNP位点集合N1-1中有含杂合碱基SNP位点且位于母亲DNA的两条DNA链上，计算从一条DNA链转至另一条DNA链的频次C；若C=1时，则该子代胚胎的单基因病目标区域内发生了重组；若C>1时，则该子代胚胎的单基因病目标区域内含有母亲的两条DNA链，其与父亲的一条DNA链结合形成三体；
或基于各子代胚胎测序数据，若SNP位点集合N2-1中有含杂合碱基SNP位点且位于父亲DNA的两条DNA链上，计算从一条DNA链转另一条DNA链的频次C；若C=1时，则该子代胚胎的单基因病目标区域内发生了重组；若C>1时，则该子代胚胎的单基因病目标区域内含有父亲的两条DNA链，其与母亲的一条DNA链结合形成三体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：子代胚胎的单基因病的单体型构建方法，适用性广，可以对任意单基因疾病的家系的子代胚胎构建单体型，其在没有先证者或参照者，或者参照者的DNA样本不可用时，也能够准确的构建单体型，进而对子代胚胎是否携带致病基因进行判断，以减少或者避免携带致病基因的患儿出生。同时，单基因病的单体型构建方法也能够根据子代胚胎中，有效位点上杂合SNP位点的分布情况，判断子代胚胎的单基因病目标区域内是否为单体或三体，或是否有重组段。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1的不依赖先证者或参照者的单基因病的单体型构建方法的流程图；
图2为本发明实施例2的不依赖先证者或参照者的单基因病的单体型构建方法的流程图；
图3为本发明实施例3采用实施例2的方法，对罗氏易位家系，从chr14号染色体上目标区域提取的N母亲、N父亲，依据特异性SNP位点筛选方法，筛选N母亲、N父亲的特异性SNP位点，形成N1、N2，并依据N1、N2建立的表1；
图4为本发明实施例3采用实施例2的方法，依据N1、N2提取的各子代胚胎的SNP位点集合N1-1、SNP位点集合N2-1，对SNP位点集合N1-1、SNP位点集合N2-1的SNP位点杂合碱基的分布规律并标记后建立表2；
图5为根据图4的表2，对所有子代胚胎的SNP位点杂合碱基的分布规律进行判断，分析各子代胚胎含有的父亲的DNA链和母亲的DNA的结果，并建立表3；
图6为本发明实施例3中对罗氏易位建立的7个子代胚胎的单体型，并判断是否携带治病基因的结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
由于没有先证者或参照者，因此无法判断子代胚胎的母亲或父亲中携带致病基因的DNA链，无法确定植入的子代胚胎是否合格。因此，为了能够准确的分析出子代胚胎的单体型，仅通过母亲测序数据、父亲测序数据、子代胚胎测序数据，实现对各子代胚胎致病性进行判断，因此本具体实施方式设计了一种不依赖先证者或参照者的单基因病的单体型构建方法。
需要说明的是，本具体实施方式提供的单体型构建方法的检测对象是未植入子宫的胚胎，不是以有生命的人体或者动物体为对象，其检测结果也不涉及其亲代双方的疾病诊断结果，不属于疾病的诊断和治疗方法。
以下通过实施例1至实施例3对本发明的单基因病的单体型构建方法进行详细的说明。
实施例1：
本实施例提供了一种不依赖先证者或参照者的单基因病的单体型构建方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、对单基因病目标区域进行扩增，并测序获取基因测序数据，基因测序数据包括母亲测序数据、父亲测序数据、n个子代胚胎测序数据。
具体的，根据子代胚胎的父亲或母亲的单基因遗传病，确定DNA中携带的致病基因，并确定单基因病目标区域，对单基因病目标区域设计引物并进行PCR扩增。在本具体实施方式中，单基因病目标区域的PCR扩增范围包括致病基因及其上下游2M范围区域。
S2、基于母亲测序数据和父亲测序数据，筛选并提取判断子代胚胎中母亲DNA链来源的SNP位点集合N1，筛选并提取判断子代胚胎中父亲DNA链来源的SNP位点集合N2。由于单基因病目标区域的数据量非常大，若采用全部的数据对子代胚胎是否携带致病基因进行判断，一方面会加大数据处理的难度及工作量，也会降低判断的准确度。因此，可以筛选出能够判断子代胚胎碱基来源的SNP位点进行单体型构建。
S3、基于各子代胚胎测序数据、SNP位点集合N1、SNP位点集合N2，提取各子代胚胎测序数据中的SNP位点集合N1-1、SNP位点集合N2-1。
S4、依据SNP位点集合N1-1内SNP位点杂合碱基的分布规律，判断各子代胚胎中母亲DNA链来源；依据SNP位点集合N2-1内SNP位点杂合碱基的分布规律，判断各子代胚胎中父亲DNA链来源。
具体的，各子代胚胎中母亲DNA链来源的判断方法为：基于SNP位点集合N1-1，建立n个子代胚胎的母亲DNA链来源分析矩阵；遍历n个子代胚胎的母亲DNA链来源分析矩阵中杂合SNP位点；筛选出标记不同的m个子代胚胎，其中，m≤n；将m个子代胚胎分为2类，一类对应于母亲的一条DNA链，另一类对应于母亲的另一条DNA链，获得各子代胚胎中母亲DNA链来源。
具体的，各子代胚胎中父亲DNA链来源的判断方法，与子代母亲DNA链来源的判断方法相同，在此不再进行赘述。
S5、基于子代胚胎的父亲DNA链来源和母亲DNA链来源，构建子代胚胎单体型。
S6、在子代胚胎中寻找含致病突变的胚胎作为“先证者”，依据孟德尔遗传规律并结合子代胚胎单体型，判断各子代胚胎是否携带致病基因链。
具体的，通过对各个子代胚胎检测致病位点，可以在胚胎中寻找含致病突变的胚胎作为“先证者”，再依据孟德尔遗传规律区分致病链和正常链，结合各子代胚胎的单体型结果对各子代胚胎是否携带致病链进行判断。
本发明设计的子代胚胎的单基因病的单体型构建方法，不依赖先证者或参照者，在没有先证者或参照者，或者参照者的DNA样本不可用时，也能够准确的对子代胚胎是否携带致病基因进行判断，以减少或者避免携带致病基因的患儿出生。
实施例2：
为了确保单体型构建的准确度，本实施例在实施例1的基础上对的单基因病的单体型构建方法进行改进。
如图2所示，单基因病的单体型构建方法包括以下步骤：
S1-1、对单基因病目标区域进行扩增，并测序获取基因测序数据，基因测序数据包括母亲测序数据、父亲测序数据、n个子代胚胎测序数据。
具体的，母亲测序数据、父亲测序数据、n个子代胚胎测序数据的获取方法与实施例1中的相同，在此不再进行赘述。
S2-1、基于母亲测序数据和父亲测序数据，形成SNP位点集合N，包括N母亲、N父亲；筛选并提取判断子代胚胎中母亲DNA链来源的SNP位点集合N1，筛选并提取判断子代胚胎中父亲DNA链来源的SNP位点集合N2。
根据孟德尔遗传规律，在子代母亲和子代父亲的基因型中，有以下几种情况：
（1）当母亲和父亲的SNP位点均为纯合AA时，子代胚胎只有一种基因型AA；
（2）当父亲和母亲分别为AA和BB时，子代胚胎也只有一种基因型AB；
（3）当母亲和父亲的SNP位点均为杂合AB时，子代胚胎有AA、AB、BB三种基因型。其中，当胚胎为AB时，无法判断A、B碱基的来源；当胚胎为AA或BB时，由于存在脱扣现象，亦无法确认；
（4）父亲和母亲分别为AA和AB时，理论上，子代胚胎有AA、AB两种基因型。但是，由于胚胎全基因组扩增发生脱扣，所以AB可能会脱扣为AA或BB。所以胚胎会测到三种基因型：AA、AB和BB。当胚胎为AA时，可以确定来自父亲的为A，但是由于脱扣无法确定来自母亲的碱基是否也是A；当胚胎为AB时，则可以确定来自父亲的为A，来自母亲的为B。当胚胎为BB时，则可以确定来自父亲的A发生了脱扣，来自母亲的为B。因此，可以以此为标准挑选SNP位点。
因此，上述SNP位点集合N1的获取方法，包括：基于N母亲和N父亲，筛选N母亲中杂合SNP位点，且N父亲中纯合SNP位点作为特异性SNP位点，形成SNP位点集合N1，作为判断子代胚胎中母亲DNA链来源的依据；
具体的，上述SNP位点集合N2的获取方法，包括：筛选N母亲中纯合SNP位点，且N父亲中杂合SNP位点作为特异性SNP位点，形成SNP位点集合N2，作为判断子代胚胎中父亲DNA链来源的依据。
S3-1、基于各子代胚胎测序数据、集合N1、集合N2，提取各子代胚胎测序数据中的SNP位点集合N1-1、SNP位点集合N2-1。
根据孟德尔遗传规律，父亲和母亲分别为AA和AB时，子代胚胎有AA、AB两种基因型。当胚胎为AA时，可以确定来自父亲的为A，但是由于脱扣无法确定来自母亲的碱基是否也是A；当胚胎为AB时，则可以确定来自父亲的为A，来自母亲的为B；当胚胎为BB,则推测来自父亲的A发生脱扣，来自母亲的碱基为B，因此定义B为杂合碱基，A为纯合碱基。因此，为了消除子代胚胎WGA扩增脱扣带来的影响，需要对子代胚胎的SNP位点集合N1-1和SNP位点集合N2-1标记方法进行优化。
S4-1、依据SNP位点杂合碱基的分布规律，分别对各子代胚胎测序数据中SNP位点集合N1-1和SNP位点集合N2-1内SNP位点标记。
上述各子代胚胎测序数据中SNP位点集合N1-1和SNP位点集合N2-1内SNP位点标记方法为：在单基因病目标区域内，当子代胚胎的父亲和母亲的基因型分别为AB和AA时，定义B为杂合碱基，A为纯合碱基；若子代胚胎的SNP位点包含B（AB或BB）时，则标记为1；若子代胚胎的SNP位点不包含B时，则标记为0。
S4-2、为了消除子代胚胎WGA扩增脱扣带来的影响，依据SNP位点集合N1-1内标记为1的SNP位点，判断各子代胚胎中母亲DNA链来源；依据SNP位点集合N2-1内标记为1的SNP位点，判断各子代胚胎中父亲DNA链来源。
具体的，各子代胚胎中母亲DNA链来源的判断方法及父亲DNA链来源的判断方法与实施例1中的相同，在此不再进行赘述。
同时，基于SNP位点集合N1-1和SNP位点集合N2-1，判断子代胚胎的单基因病目标区域是否为单体或三体，是否有重组段。
具体的，上述单基因病目标区域是否为单体的判断方法为：基于各子代胚胎测序数据，若SNP位点集合N1-1中无含杂合碱基SNP位点，则该子代胚胎不含有母亲DNA链；或SNP位点集合N2-1中无含杂合碱基SNP位点，则该子代胚胎不含有父亲DNA链，判断该子代胚胎的单基因病目标区域为单体。
具体的，上述单基因病目标区域是否为三体，或是否有重组段的判断方法为：基于各子代胚胎测序数据，若SNP位点集合N1-1中有含杂合碱基SNP位点且位于母亲DNA的两条DNA链上，计算从一条DNA链转至另一条DNA链的频次C；根据染色体干涉理论（减数分裂时期，非姐妹染色单体相邻两次单交换存在相互影响和抑制的现象），若C=1时（即交换一次），则该子代胚胎的单基因病目标区域内发生了重组；若C>1时（即交换多次，但是根据染色体干涉理论，不可能发生重组），则该子代胚胎的单基因病目标区域内含有母亲的两条DNA链，其与父亲的一条DNA链结合形成三体；
或基于各子代胚胎测序数据，若SNP位点集合N2-1中有含杂合碱基SNP位点且位于父亲DNA的两条DNA链上，计算从一条DNA链转另一条DNA链的频次C；根据染色体干涉理论（减数分裂时期，非姐妹染色单体相邻两次单交换存在相互影响和抑制的现象），若C=1（即交换一次）时，则该子代胚胎的单基因病目标区域内发生了重组；若C>1（即交换多次，但是根据染色体干涉理论，不可能发生重组）时，则该子代胚胎的单基因病目标区域内含有父亲的两条DNA链，其与母亲的一条DNA链结合形成三体。
S5-1、基于子代胚胎的父亲DNA链来源和母亲DNA链来源，构建子代胚胎单体型。
S6-1、在子代胚胎中寻找含致病突变的胚胎作为“先证者”，依据孟德尔遗传规律并结合子代胚胎单体型，判断各子代胚胎是否携带致病基因链。
本发明设计的子代胚胎的单基因病的单体型构建方法，其不依赖先证者或参照者，在没有先证者或参照者或者参照者的DNA样本不可用时，也能够准确的对子代胚胎是否携带致病基因进行判断，以减少或者避免携带致病基因的患儿出生。
实施例3：
本实施例是通过具体的示例对上述实施例2的单基因病的单体型构建方法举例说明。
其中，罗氏易位又称罗伯逊易位或丝端融合，是一种单基因疾病，是发生于近端着丝粒染色体（包括chr13、chr14、chr15、chr21、chr22）的一种易位形式，当两个近端着丝粒染色体在着丝粒部位或在着丝粒附近部位发生断裂后，二者的长臂在着丝粒处接合在一起，形成一条由长臂构成的衍生染色体，两个断臂则构成一个小染色体，小染色体往往在第二次分裂时丢失。
由于本实施例中罗氏易位是chr14的着丝粒长臂端及chr21的着丝粒长臂端在着丝粒处链接的，因此需要对2条染色体的着丝粒长臂端2M范围作为目标区域进行PCR扩增，然后对其进行分析。因此，本具体实施方式以对各子代胚胎的chr14号染色体的目标区域为例，通过实施例2的构建单体型方法对各子代胚胎是否携带其母亲或父亲的致病链进行说明。
步骤1、根据罗氏易位断裂点的位置，选择对chr14的着丝粒长臂端2M范围的目标区域进行PCR扩增，获得7个子代胚胎、子代母亲、子代父亲的扩增产物，并对扩增产物进行测序获取基因测序数据，包括母亲测序数据、父亲测序数据、7个子代胚胎测序数据。
步骤2、根据母亲测序数据和父亲测序数据，筛选并提取判断子代胚胎中母亲DNA链来源的15个SNP位点形成集合N1、判断子代胚胎中父亲DNA链来源的9个SNP位点形成集合N2，具体参见图3的表1中内容所示。
步骤3、根据子代胚胎测序数据，提取各子代胚胎测序数据中的SNP位点集合N1-1、SNP位点集合N2-1。具体的，特异性SNP位点依据实施例2步骤S2-1和S3-1中内容所述的方法筛选，筛选后建立表格。同时，对以0/1的方式标记SNP位点集合N1-1、SNP位点集合N2-1中含杂合碱基SNP位点和不含杂合碱基SNP位点，其中，含杂合碱基SNP位点标记为1，不含杂合碱基SNP位点标记为0，具体参见图4中表2的内容所示。
步骤4、根据集合N1-1中7个子代胚胎的含杂合碱基SNP位点的分布规律，分析7个子代胚胎遗传了母亲的哪条链；根据集合N2-1中7个子代胚胎的含杂合碱基的SNP位点的分布规律，分析7个子代胚胎遗传了父亲的哪条链，同时，可以根据SNP位点集合N1-1和SNP位点集合N2-1，判断子代胚胎的目标区域是否为单体或三体，或是否有重组段。分析结果如图5中表3的内容所示。
步骤5、依据子代胚胎单体型及孟德尔遗传规律，判断各子代胚胎是否携带致病基因链。
同理，采用上述方法对chr21的着丝粒长臂端2M范围的目标区域，各子代胚胎单体型构建结果，其是否携带治病基因如图6所示。
经对图6的表4中内容分析，子代胚胎4为Chr 21三体，子代胚胎6为Chr 21单体，且根据核型结果和罗氏易位携带者的遗传规律可知，母亲Chr14的M0和Chr21的m0为衍生染色体，结合子代胚胎的单体型结果，本次检测结果提示子代胚胎1、子代胚胎3、子代胚胎5未遗传母亲的衍生染色体DNA链。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种不依赖先证者或参照者的单基因病的单体型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
对单基因病目标区域进行扩增，测序获取基因测序数据，包括母亲测序数据、父亲测序数据、n个子代胚胎测序数据；
基于母亲测序数据和父亲测序数据，筛选并提取判断子代胚胎中母亲DNA链来源的SNP位点集合N1，筛选并提取判断子代胚胎中父亲DNA链来源的SNP位点集合N2；
基于各子代胚胎测序数据、SNP位点集合N1、SNP位点集合N2，提取各子代胚胎测序数据中的SNP位点集合N1-1、SNP位点集合N2-1；
依据SNP位点集合N1-1内SNP位点杂合碱基的分布规律，判断各子代胚胎中母亲DNA链来源；依据SNP位点集合N2-1内SNP位点杂合碱基的分布规律，判断各子代胚胎中父亲DNA链来源；
基于子代胚胎的父亲DNA链来源和母亲DNA链来源，构建子代胚胎单体型；
在子代胚胎中寻找含致病突变的胚胎作为先证者，依据孟德尔遗传规律并结合子代胚胎单体型，判断各子代胚胎是否携带致病基因链。
2.根据权利要求1所述的单基因病的单体型构建方法，其特征在于，提取各子代胚胎测序数据中的SNP位点集合N1-1、SNP位点集合N2-1前，还包括：提取基因测序数据中的特异性SNP位点，形成SNP位点集合N，包括N子代、N母亲、N父亲。
3.根据权利要求2所述的单基因病的单体型构建方法，其特征在于，SNP位点集合N1-1的获取方法，包括：基于N母亲和N父亲，筛选N母亲中杂合SNP位点，且N父亲中纯合SNP位点作为特异性SNP位点，形成SNP位点集合N1；基于各子代胚胎测序数据N子代和N1，提取并获得各子代胚胎测序数据中的SNP位点集合N1-1，作为判断子代胚胎中母亲DNA链来源的依据；
SNP位点集合N2-1的获取方法，包括：筛选N母亲中纯合SNP位点，且N父亲中杂合SNP位点作为特异性SNP位点，形成SNP位点集合N2；基于各子代胚胎测序数据N子代和N2，提取并获得各子代胚胎测序数据中的SNP位点集合N2-1，作为判断子代胚胎中父亲DNA链来源的依据。
4.根据权利要求1~3任一项所述的单基因病的单体型构建方法，其特征在于，判断各子代胚胎中母亲DNA链来源和父亲DNA链来源前，还包括：
依据SNP位点杂合碱基的分布规律，分别对各子代胚胎测序数据中SNP位点集合N1-1和SNP位点集合N2-1内SNP位点标记。
5.根据权利要求4所述的单基因病的单体型构建方法，其特征在于，各子代胚胎测序数据中SNP位点集合N1-1和SNP位点集合N2-1内SNP位点标记方法为：
在单基因病目标区域内，当子代胚胎的父亲和母亲的基因型分别为AB和AA时，定义B为杂合碱基，A为纯合碱基；
若子代胚胎的SNP位点包含B时，则标记为1；
若子代胚胎的SNP位点不包含B时，则标记为0。
6.根据权利要求5所述的单基因病的单体型构建方法，其特征在于，各子代胚胎中母亲DNA链来源和父亲DNA链来源的判断方法为：
基于SNP位点集合N1-1内标记为1或0的SNP位点，建立n个子代胚胎的母亲DNA链来源分析矩阵；遍历n个子代胚胎的母亲DNA链来源分析矩阵中标记为1的SNP位点；筛选出标记不同的m个子代胚胎，其中，m≤n；将m个子代胚胎分为2类，一类对应于母亲的一条DNA链，另一类对应于母亲的另一条DNA链，获得各子代胚胎中母亲DNA链来源；
基于SNP位点集合N2-1内标记为1或0的SNP位点，建立n个子代胚胎的父亲DNA链来源分析矩阵；遍历n个子代胚胎的父亲DNA链来源分析矩阵中标记为1的SNP位点；筛选出标记不同的m个子代胚胎，其中，m≤n；将m个子代胚胎分为2类，一类对应于父亲的一条DNA链，另一类对应于父亲的另一条DNA链，获得各子代胚胎中父亲DNA链来源。
7.根据权利要求1所述的单基因病的单体型构建方法，其特征在于，单基因病的单体型构建方法，还包括：
基于SNP位点集合N1-1和SNP位点集合N2-1，判断子代胚胎的单基因病目标区域是否为单体或三体，是否有重组段。
8.根据权利要求7所述的单基因病的单体型构建方法，其特征在于：单基因病目标区域是否为单体的判断方法为：
基于各子代胚胎测序数据，若SNP位点集合N1-1中无含杂合碱基SNP位点，则该子代胚胎不含有母亲DNA链，判断该子代胚胎的单基因病目标区域为单体；
或若SNP位点集合N2-1中无含杂合碱基SNP位点，则该子代胚胎不含有父亲DNA链，判断该子代胚胎的单基因病目标区域为单体。
9.根据权利要求7所述的单基因病的单体型构建方法，其特征在于：单基因病目标区域是否为三体，或是否有重组段的判断方法为：
基于各子代胚胎测序数据，若SNP位点集合N1-1中有含杂合碱基SNP位点且位于母亲DNA的两条DNA链上，计算从一条DNA链转至另一条DNA链的频次C；若C=1时，则该子代胚胎的单基因病目标区域内发生了重组；若C>1时，则该子代胚胎的单基因病目标区域内含有母亲的两条DNA链，其与父亲的一条DNA链结合形成三体；
或基于各子代胚胎测序数据，若SNP位点集合N2-1中有含杂合碱基SNP位点且位于父亲DNA的两条DNA链上，计算从一条DNA链转另一条DNA链的频次C；若C=1时，则该子代胚胎的单基因病目标区域内发生了重组；若C>1时，则该子代胚胎的单基因病目标区域内含有父亲的两条DNA链，其与母亲的一条DNA链结合形成三体。
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