[发明专利]水稻多样本变异整合图谱OsMS-IVMap1.0的创建

说明书

本发明涉及利用基于全基因组测序的3K基因组数据比对参考基因组日本晴所获得的包括SNP、InDel和SV等在内的不同维度变异信息，通过统一整合，生成包含超过3000份样本变异信息的水稻多样本整合图谱OsMS‑IVMap1.0。该图谱的创建过程，一方面基于多样本的多种基因组变异搜寻方法；另一方面对不同维度的变异信息进行统一格式化。利用该图谱可以对水稻的重要遗传变异进行整体分析并高效的对比不同类型的基因组变异分布情况，主要应用于在以水稻为代表的模式生物中进行全基因组的变异检测、标记开发和基因功能等研究。

技术领域

本发明涉及一种利用基于全基因组测序的多个样本所产生的高质量SNP、InDel和SV等变异信息，创建整合图谱。该方法及其创建的图谱OsMS-IVMap1.0，属于作物分子育种领域，适用于在以水稻为代表的模式生物中进行全基因组的变异检测、标记开发和基因功能等研究。

背景技术

基因组技术与信息技术的结合，使得科研人员可以方便的获取所需要的海量的基因数据并深入的挖掘相关的遗传信息；如何从多样本高质量的测序数据中挖掘有用的变异信息，并把它们与已知的参考图谱进行有效的整合并提供相关领域的研究者们利用是一个重要的问题。

基因组测序会产生海量数据，其中包含着不同维度的丰富变异信息，包括单个碱基的变异，如SNP，小片段的变异，如InDel，大片段的插入缺失，如SV等。

SNP信息是基因组中多态性最好的分子标记之一，其在基因组中广泛存在，既可以出现在基因内区域，也可以出现在基因间区域。但是在实际利用中，SNP标记的直接检测还是有困难，需要利用芯片或者转化成CAPS或KASPR等其它标记，但是前者需要酶切，后者需要特定的反应系统。InDel相对来说比较容易直接转换成基于PCR扩增的分子标记，操作更为简便。SV则与很多重要基因组的变异有关。

目前的水稻图谱，从最早的RFLP、到后来的SSR、单个样本的物理图谱、单个样本的序列图谱等，但是尚缺乏将多样本多维度的变异整合在同一个参考基因组上的多样本变异整合图谱。

随着基因组测序技术飞速发展，伴随着测序成本的急剧下降和大量基因组数据的便于获取，如何将多样本的基因组数据与育种实践有效结合，成为摆在分子育种工作者面前的一个重要命题。到目前为止，全球测序的水稻品种已经不下5000份；其中由中国农业科学院作物科学研究所牵头，通过与华大基因及国际水稻研究所合作，共同完成了全球3000余份水稻种质资源的测序工作。如何更加有效的从海量的数据中获取与重要性状相关的多种变异是一个重要的研究课题。如果能够将多维度的基因组变异信息与参考基因组相结合，无疑能够极大的提高分子育种工作标记开发的效率，促进分子遗传学重要变异的研究。

发明内容

(一)技术问题

本发明针对上述研究背景，利用基因组测序技术，通过对基于3K基因组的测序数据比对参考基因组日本晴，获得的不同维度变异信息，包括SNP、InDel和SV等，将它们统一格式。以日本晴基因组为框架，首先生成SNP的图谱、然后在其中根据物理位置，插入InDel和SV等变异信息。在获得一个包含全部SNP、InDel和SV变异位点的物理位置信息框架后，将全部的测序个体的变异情况进行逐个合并，最终获得超过包含超过3000份样本信息的水稻多样本整合图谱OsMS-IVMap1.0。

该图谱的创建过程，一方面基于多种全基因组多样本变异搜寻方法，获得不同维度的全基因组变异信息；另一方面对不同维度的变异信息进行格式化，生成统一的格式并借助参考基因组的物理位置信息，生成整合框架图；最后依据整合框架图可以将提供上述变异信息的全部样本进行数据整合，生成最终的多样本变异整合图谱。利用该图谱可以对重要遗传变异进行分析并设计高效的分子标记，主要应用于水稻的分子育种。

(二)技术方案

1.一种利用全基因组多样本多维度的变异信息创建变异整合图谱OsMS-IVMap1.0的方法，按照如下步骤进行：