应用枇杷二代测序数据进行染色体步移研究

摘要：【目的】枇杷基因组数据尚未公布，限制了枇杷分子生物学的研究。当前很多研究集中在上游转录因子和下游 基因启动子之间的调控关系上，所以获得目的基因的启动子显得尤为重要。传统方法使用PCR方式进行染色体步移 来获得启动子区域，耗时且难出结果。【方法】对‘火炬’枇杷进行二代测序，二代测序为双端测序，片段含盖200到500 bp 的序列。根据下游基因序列通过测序片段来实现染色体步移。使用现有程序 Magicblast 和新开发的 Promoter_Scan脚本程序来快速获取目的基因启动子区域。Promoter_Scan对每对Reads构建10 bp的索引序列，先使用索引 匹配目的基因，匹配后使用目的基因前30 bp序列再次匹配目标Reads，最后完成拼接。【结果】通过二代测序共获得 61.77 GB的‘火炬’枇杷基因组数据，测序深度约为85倍。使用Magicblast检索匹配Reads耗时长，难以二次开发，需要手动拼接延伸，每个基因启动子挖掘需要9.5 h。新开发Promoter_Scan脚本程序通过两次匹配，能够更快更准确地 找到启动子序列。对枇杷中8个基因进行启动子查找，向上延长2 000 bp序列平均需要拼接11.7次，耗时21.3 min。 根据步移后的序列设计引物进行验证，结果显示：Sanger测序结果和预测的序列高度一致。【结论】使用Magicblast检索方式能够达到实验要求，不需要编程技能，但是耗时长。Promoter_Scan能够实现自动延伸，显著缩短启动子挖掘时间。本研究中的两种方法不仅可以用于枇杷分子生物学的研究，对其他未公布基因组数据的物种同样适用。