2018-07-25
群(qun)(qun)體進化：利用全基(ji)因組(zu)(zu)重測序或簡化基(ji)因組(zu)(zu)測序（dd-RAD）技(ji)術(shu)獲得某物(wu)(wu)種(zhong)自然群(qun)(qun)體各亞群(qun)(qun)的基(ji)因組(zu)(zu)信(xin)(xin)(xin)息(xi)，通過與參考基(ji)因組(zu)(zu)比對或聚類分析的方(fang)法得到(dao)大量變(bian)異信(xin)(xin)(xin)息(xi)，基(ji)于SNP信(xin)(xin)(xin)息(xi)討論群(qun)(qun)體的遺(yi)傳結構、基(ji)因交流情況、物(wu)(wu)種(zhong)形(xing)成機(ji)制以及群(qun)(qun)體進化動態等生物(wu)(wu)學(xue)問題。
今天小編和(he)大家學習總結(jie)一(yi)下群(qun)體進(jin)化的分(fen)析流程之群(qun)體遺(yi)傳結(jie)構的結(jie)果(guo)分(fen)析的展示形(xing)式(shi)。
材(cai)料的選取
? 同(tong)(tong)一(yi)物種(zhong)自(zi)然群體的不(bu)同(tong)(tong)亞種(zhong)或(huo)品(pin)系；
? 不同地理分(fen)布(bu)的群(qun)體；
? 各亞群間劃分明顯，個(ge)體有一定代表性(xing)；
? 每個群體至少10個樣本(ben)，總(zong)樣本(ben)量不少于30個
結果分析（群體遺傳結構分析(xi)-個體基(ji)因(yin)組序列差(cha)異的的程(cheng)度）
1、系(xi)統進(jin)化樹(shu)
描述群(qun)(qun)(qun)體間分化(hua)順序的分支(zhi)圖或樹，用來表(biao)示群(qun)(qun)(qun)體間的進化(hua)關(guan)系(xi)。根據群(qun)(qun)(qun)體的物理或遺傳學特征等方面的共同點或差異可以推斷出它們的親(qin)緣關(guan)系(xi)遠近。
圖(tu)2：擬(ni)(ni)南芥的(de)系統(tong)進化樹分(fen)析(xi)。系統(tong)發育(yu)分(fen)析(xi)表(biao)明(ming)，可將(jiang)擬(ni)(ni)南芥分(fen)為東亞，中亞，歐洲三大類。歐洲材料相比于長江流域和中亞地區具有更多(duo)的(de)群(qun)體內(nei)SNP，有更高(gao)的(de)群(qun)體多(duo)樣性。黑線表(biao)明(ming)來自(zi)美國(guo)、日本(ben)和新西蘭的(de)擬(ni)(ni)南芥。
2、主成(cheng)分分析(PCA)
用較少不相關的(de)變(bian)量(liang)(liang)替(ti)代原(yuan)始大(da)量(liang)(liang)相關的(de)變(bian)量(liang)(liang)，來研究群體分層，亞群之間(jian)的(de)遺(yi)傳(chuan)差異。
圖3：擬南芥(jie)樣品的(de)PCA分(fen)析。陰影區域表示來(lai)自不(bu)同區域的(de)群(qun)體，PCA結果表明可(ke)將擬南芥(jie)分(fen)為東亞，中(zhong)亞，歐洲三大類(lei)。
3、群體遺傳結(jie)構分析
研究大群(qun)體中存(cun)在基因頻率不同的亞群(qun)，一(yi)般可以(yi)用(yong)來推斷祖(zu)先群(qun)，個體血緣組成，還有雜交事(shi)件。
圖4：大麥的群體結構分析。K=9時，野生大麥基因型的主要成分分析確定了9個群集，群體分為豎條對應于個體的基因型，顏色表示它們在9個子群體中的成員。
主要應(ying)用方向(xiang)
1、人(ren)工馴(xun)化機制研(yan)究(jiu)
通(tong)過對野生型和馴化(hua)型群體進行研究(jiu)，推測(ce)群體的親緣關系，發現人工馴化(hua)下受(shou)選(xuan)擇(ze)的基因，對動植物(wu)育種(zhong)起到(dao)重要的指導作用。
2、自然選擇機制研究
對不同地理環境下的群體進行研究，挖掘適應性進化過程中受(shou)選擇的基因，為育種提供優質(zhi)的基因資源(yuan)。
3、種群歷史研究?
分析物種(zhong)(zhong)的(de)(de)可能起源地及各個(ge)分布區域中(zhong)群(qun)體的(de)(de)基因(yin)變異信(xin)息，探索物種(zhong)(zhong)的(de)(de)進化過程。
群體進化基于群體間的(de)遺傳(chuan)變異信息
研(yan)究群體遺(yi)(yi)傳(chuan)結構、遺(yi)(yi)傳(chuan)多樣(yang)性、物種的形成機制(zhi)等(deng)
從分子層(ceng)面深入研究該(gai)物種的進化(hua)歷程(cheng)
以上常規分析內容派森(sen)諾生物已全部覆蓋！
同時(shi)可(ke)定制個性化分(fen)析項目，為您的(de)文(wen)章增(zeng)添亮(liang)點，基于重(zhong)測序或簡化(hua)測序的策略任您(nin)選(xuan)擇~
? 測序(xu)平(ping)臺：Illumina Hiseq，PE400，2*150bp
? 常規(gui)重測(ce)序：>5x/個體
? 低深(shen)度重測序(xu)結(jie)合genotype imputation：≥2×/個體
? 簡化測序dd-RAD：30萬+酶切標簽充分代(dai)表遺傳信息
? 平均20×/標簽提升SNP準確度
? 2G/樣品大幅降低成(cheng)本(ben)
? 雙酶切建(jian)庫提升數據(ju)利用率?
還在(zai)等什么~
小(xiao)伙伴們約起來(lai)吧~ 更多群體進化小(xiao)知識(shi)，敬請期待~
參考文(wen)獻
[1] Pankin A, Altmüller J, Becker C, et al. Targeted resequencing reveals genomic signatures of barley domestication [J]. New Phytologist, 2018, 218(3).
[2] Wu J, Wang Y, Xu J, et al. Diversification and independent domestication of Asian and European pears[J]. Genome Biology, 2018, 19(1):77.
[3] Zou YP, Hou XH, Wu Q, et al. Adaptation of Arabidopsis thaliana to the Yangtze River basin [J]. Genome biology, 2017, 18(1): 239.
