「文献」杂合基因组的策略思路

文献出处: Sequencing a Juglans regia × J. microcarpa hybrid yields high-quality genome assemblies of parental specie

文章的亮点在于通过对一个F1子代进行三代测序,之后利用BioNano组装出两个亲本的光学图谱,最后根据光学图谱从F1中拆分出两套单倍型。

杂合基因组组装的时候,通常会通过构建近交系,花粉加倍(DH)来降低杂合度。文章采用了种间杂交的方式来避免杂合。这是因为种间杂交的基因组通常包括亲本的两个单倍型,因此能够从中分离出两个亲本的单倍型基因组。种间杂交的一个优势在于,它比较容易构建。

分析策略流程图如下

流程图 文字版讲解如下:

Step1: 使用两个近源物种(都有基因组草图)进行杂交得到F1(MS1-56),使用PacBio进行测序组装(460条contig, 1.05G, 两倍基因组大小)

Step2: 使用BioNano构建F1和两个亲本的光学图谱。

Step3: 通过自我比对(self-alignment),鉴定haploid和diploid。 亲本的光学图谱包含两个部分,一个是haploid(两个单倍体因为相似而坍缩成一个),另一个是diploid(两个单倍体因为不够相似被拆分, 也就是分型(phased))。大概是下面这个效果,a表示Serr ctg4上存在两套单倍型的情况.

光学图谱自我比对

Step4: 将contig回帖到杂合的光学图谱上,组装成scaffolds,大小为1.06G。之后根据杂合后代光学图谱和亲本光学图谱的关系,对scaffold进行拆分。上图b,c表示的是将F1后代的光学图谱和双亲的光学图谱进行比较,来鉴定出子代中属于一方亲本的单倍型。

Step5: 上述因为太短而无法回帖到光学图谱的contig,比对到illumina组装的双亲基因组,进行区分。

Step6: 根据高密度遗传图谱对scaffold进行排序和确认方向,最终得到准染色体级别的基因组。

最后基因组还可以补洞和纠错,来提高质量,比如说10X Genomics Chicago 测序。

最后一点感想:文章利用光学图谱进行分型的思路的确很棒。但是我想的是,为啥不直接测亲本基因组,用HiC进行分型呢?

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