[发明专利]玉米目标QTL区间内目标基因的挖掘方法及系统

说明书

本申请公开了玉米目标QTL区间内目标基因的挖掘方法及系统，用于目标QTL区间内与玉米目标性状相关目标基因的挖掘。该方法通过定位目标QTL区间，得到目标区间内的成组材料的差异表达基因和结构变异基因信息，基于该信息通过第一算法和/或第二算法分别得到的第一预测值和/或第二预测值，以此得到第一候选清单和/或第二候选清单，从而经过表型验证得到目标基因。与传统定位方法相比，该方法或系统无需多年多点的精细定位过程，基于前期的初定位结果，仅需2～3代就可以确定目标QTL的候选基因，这将极大地促进QTL的定位过程和功能基因克隆。

技术领域

本申请涉及玉米农艺性状相关目标基因挖掘的技术领域，尤其涉及玉米目标QTL区间内目标基因的挖掘方法及系统。

背景技术

基因定位是遗传学研究中的重要环节，是遗传学研究中的一项基本工作。玉米作物中的一些重要的农艺性状，如株高、抽穗期、产量等都属于多基因控制的数量性状，其表型表现为连续分布，且受环境与基因互作的影响，遗传基础比较复杂。数量性状位点(Quantitative Trait Locus,QTL)的精细定位是阐明复杂性状的分子遗传基础，并进而在玉米分子育种中进行应用的关键。

传统的QTL定位方法是基于连锁分析进行定位，在得到初定位的区间后通过分子标记筛选重组材料进行多年多点的精细定位和表型验证；构建用于精细定位的遗传作图群体操作步骤繁琐、耗时较长，成本也相对较高，因此急迫地需要开发新方法弥补传统QTL定位的不足。

发明内容

本申请发明人在长期实践中创造性地发现，通过初步定位的目标QTL区间，利用筛选得到的成组材料获得其差异表达以及结构变异基因信息，对利用第一算法和/或第二算法得到的第一预测值和/或第二预测至进行修饰，以此得到第一候选清单和/或第二候选清单，从而经过表型验证得到目标基因。该方法或系统无需多年多点的精细定位过程，基于前期的初定位结果，仅需2～3代就可以确定目标QTL的候选基因，这将极大地促进QTL的定位过程和功能基因克隆。

第一方面，本申请实施例公开了一种玉米目标QTL区间内目标基因的挖掘方法，其中，所述挖掘方法包括以下步骤：

定位目标QTL区间；

根据目标QTL区间内的基因型相反、非目标QTL区间的基因型相同筛得成组材料；

筛选得到所述成组材料的差异表达基因和结构变异基因；

基于第一算法计算得到所述目标QTL区间内的所有基因的第一修饰预测值排序得到的第一候选清单；

基于第二算法计算得到所述目标QTL区间内的所有基因的第二修饰预测值排序得到的第二候选清单；

基于所述第一候选清单和/或所述第二候选清单，对其中候选基因进行表型验证以获得目标基因。

在本申请实施例中，所述基因型相反是指与参考基因型相反，所述参考基因型是基于现有数据与所述目标性状相关的基因型。

在本申请实施例中，筛选获得结构变异基因的步骤包括SNP Calling、基因注释过程和基因筛选过程。

在本申请实施例中，基因筛选过程包括采用筛选条件对经过变异注释过程得到的基因注释信息进行筛选，具体包括：

若注释信息包括保守的原位删除、保守的原位插入、破坏性原位删除、破坏性原位插入、移码突变、可变剪切受体变异、可变剪切供体变异、起始密码子缺失、提前终止和终止密码子缺失中的至少一种，则将对应的基因汇集判定为结构变异基因。

在本申请实施例中，“基于第一算法计算得到所述目标QTL区间内的所有基因的第一修饰预测值排序得到的第一候选清单”的步骤具体包括：

基于第一算法计算得到所述目标QTL区间内的所有基因的所述第一预测值；