[发明专利]一种鮡科鱼类古染色体进化比较分析的方法

说明书

发明涉及一种鮡科鱼类古染色体进化比较分析的方法，使用比较基因组技术对鮡科鱼的古染色体进行分析，对其染色体的进化研究有利于摸清其基因组的进化规律，为鮡科鱼的进化研究和资源保护提供基本的数据。本发明提出的方法包括黑斑原鮡染色体序列构建、系统发育分析、近缘物种染色体比较和古染色体构建等步骤，适用于西藏鮡科鱼类，可广泛应用于青藏高原鮡科鱼的资源调查和保护研究。

【技术领域】

本发明涉及生物基因组分析技术，具体涉及一种多倍体生物基因组二倍化程度量化评估的方法。

【背景技术】

生物进化所涉及的范围很广，生物大分子、基因和基因组、细胞、生物个体、生物群体以至地球上的整个生物圈的发展和变化都与生物进化有关，从而在各个水平上的生物结构都有其起源与进化的历史。探讨这些生物结构的起源过程及演化方式，重建其历史是生物进化研究的重要方面。这些研究必将能大大提高人类对生命以及对自身的认识。

染色体变异在真核生物的体内，染色体是遗传物质DNA的载体。当染色体的数目发生改变时(缺少，增多)或者染色体的结构发生改变时，遗传信息就随之改变，带来的就是生物体的后代性状的改变，这就是染色体变异。它是可遗传变异的一种。根据产生变异的原因，它可以分为结构变异和数量变异两大类。染色体倒位是染色体结构变异的一种，指某染色体的内部区段发生180°的倒转,而使该区段的原来基因顺序发生颠倒的现象。倒位区段只涉及染色体的一个臂，称为臂内倒位；涉及包括着丝粒在内的两个臂，称为臂间倒位。那么染色体倒位和生物的进化有何关系，生物的进化就是新物种的形成，物种形成的要点是在生殖隔离的形成。

染色体倒位首先是改变了倒位区段内外基因的连锁关系，还可使基因的正常表达因位置改变而有所变化。倒位杂合体联会时可形成特征性的倒位环，引起部分不育性，并降低连锁基因的重组率。倒位杂合体形成的配子大多是异常的，从而影响了个体的育性。倒位纯合体通常也不能和原种个体间进行有性生殖，但是这样形成的生殖隔离，为新物种的进化提供了有利条件。

西藏地区鱼类在青藏高原长期进化过程中，形成了其独特的染色体核型，特别是鮡科鱼，发生了大规模的染色体重排的现象。利用染色体的序列特征研究染色体重排的现象在很多多倍体植物中采用，但是二倍体物种的染色体重排现象的研究工具，特别是西藏鮡科鱼类基因组的染色体大规模重组，尚没有相关的技术。

因此，有必要研究一种使用比较基因组技术，对鮡科鱼的古染色体进行分析，从而便于研究染色体重排，推进对鮡科鱼染色体的进化研究。

【发明内容】

为了克服重构西藏鮡科鱼类祖先的染色体核型的困难，研究鮡科鱼类祖先染色体上的大规模重组现象，本发明提供一种利用西藏鮡科鱼类近缘物种作为参考，推测其祖先染色体核型的方法，能够对西藏鮡科鱼类的祖先的染色体核型进行深入分析。

本发明解决其技术问题所采用的方法具体步骤如下：

1)获取黑斑原鮡的染色体级别参考基因组：通过三代测序，结合HiC建库测序的技术，构建黑斑原鮡的染色体级别的组装结果，并通过转录组等测序数据，对染色体级别组装结果进行注释，预测其全基因组水平的蛋白编码序列；

进一步地，其中所述步骤1)中三代测序使用Falcon进行三代基因组组装，利用所有PacBio测序数据。在序列纠错阶段，取10kb作为阈值，将10kb以下的序列比对到10kb以上的序列上，利用比对结果进行纠错，获得长片段的纠错序列。利用纠错序列进行比对，过滤掉长度低于2kb的比对结果。最后，使用序列网络信息构建最长的序列路径，获得基因组contig序列。

进一步地，所述步骤1)中HiC建库测序具体为：取不同量的Hi-C文库模板，使用KAPAHiFi聚合酶进行固定10个循环的PCR扩增，扩增产物经电泳、切胶纯化后得到Hi-C文库。构建好的Hi-C文库经过质量检测，利用高通量测序技术对Hi-C library包含样品进行双末端测序。