重磅新品 | 小麦超高密度芯片WheatPan800K

植物科学最前沿 · 公众号 · · 2024-05-08 18:55

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全新产品

全新小麦800K超高密度芯片由 河南农业大学陈锋团队 联合 成都天成未来科技有限公司 共同开发完成。基于小麦泛基因组使用全球范围内的小麦材料进行分析，选择代表性的多态性位点，主要覆盖基因及调控区域变异信息。该芯片是目前公开报道的密度最高的液相捕获探针产品，可满足小麦群体研究的各类需求。

产品应用方向

全基因组关联分析

全基因组选择育种

遗传多样性分析

种质资源精准鉴定

分子标记辅助选择

遗传图谱构建

QTL定位分析

BSA定位分析

WheatPan800K芯片的位点来源世界范围内 近3000份自然群体 。涵盖了国内主要的现代品种、历史品种、地方品种及人工合成小麦。同时收集了来自欧洲、非洲、美洲主要小麦栽培品种及育种材料，是目前涵盖群体遗传信息最多的小麦SNP芯片。

使用WheatPan800K芯片对近500份自然群体材料的基因型分析，在中国春基因组CS2.1上获得了具有多态性的区段超过900K（数据过滤标准为：群体缺失率＜0.1，群体杂合率＜0.05，MAF≥0.01），使用更为严格的过滤条件（MAF≥0.05）获得了693K高质量多态性区段，包含了2,908,429个SNP/InDel， 覆盖了18万个HC+LC基因及调控区域 （编码区上下游5K ）。使用AK58、KN9204及Feilder基因组额外获得了100K SNP/InDel信息。在自然群体检测中，超过50%的标记在HC基因及5K调控区域内，超过80%标记在HC+LC基因及5K调控区域内。

图1 液相捕获与泛基因组设计示例

基于液相捕获技术，每条探针可以捕获到基因组上的200bp~300bp片段，通过测序可以获得这些片段上的全部变异信息。所以在使用液相探针进行捕获的时，我们可以获得比设计位点更多的变异信息。如图1所示，绿色线条为捕获的片段，每个片段上含有一个或多个SNP位点。

为了更好的适用于国内现代品种的基因组学分析，在中国春参考基因组的基础上，使用多个现代品种基因组进行比较基因组学及PAV分析。对于现代品种材料特异性片段设计探针进行靶向捕获。例如现代品种中含有的易位系、渐渗系片段。

表1 500份材料检测结果染色体统计

在实际应用中，500份自然群体检测，使用GWAS过滤标准过滤后获得了总计2.9M（2,908,429）的高质量SNP/InDel位点变异信息，远超于目前所有小麦芯片检测结果。仅次于重测序能够检测到的变异信息，但检测成本与分析成本都远低于重测序方案。

图2 同一群体不同芯片LD衰减分析比较

图3 基因组选择热点分布

图4 WheatPan800K芯片应用于GWAS分析

芯片研发团队负责人介绍

陈锋，博士，二级教授，博士生导师。入选国家“万人计划”科技创新领军人才、国务院政府特殊津贴、科技部创新人才推进计划领军人才、教育部新世纪优秀人才、河南省特聘教授、河南省优秀专家、河南省高层次人才B类、河南省科技创新杰出青年等。现任河南农业大学农学院副院长、CIMMYT-中国小麦玉米联合研究中心主任、河南省小麦产量品质协同改良国际联合实验室主任、河南省外籍科学家工作室负责人、郑州市小麦分子育种国际科技合作基地主任等；兼任中国生物工程学会生物农业分会理事、河南省核学会副理事长和河南省遗传学会常务理事等。

主要从事小麦分子育种工作，克隆小麦抗病、抗逆、产量和品质相关性状重要基因10多个；累计发表学术论文130多篇，其中以第一或通讯作者在Advanced Sci、Sci Adv、Nat Commun、PBJ、JIPB、PCE、JXB和GPB等国际知名期刊发表SCI论文60多篇；主持国家重点研发计划“政府间国际科技合作”重点专项、国家自然科学基金6项（国际合作1项、联合重点2项、面上2项和青年1项）、科技部高端外国专家引进项目、国家重点研发计划课题和子课题等国家级项目13项；以第一完成人获河南省自然科学二等奖1项和河南省科技进步二等奖2项；授权国家发明专利16项；审定小麦新品种4个。

重磅新品 | 小麦超高密度芯片WheatPan800K

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