生物大分子蘊藏了豐富的生物進化的遺傳信息,從分子水平研究生物遺傳進化具有以下優點:
1、根據核苷酸和氨基酸的的結構差異,估計生物種類的分化時間和速度;
3、估算遺傳多樣性,反映物種真實的進化潛力;
2、減少趨同、平行進化等干擾,揭示物種之間真實的系統發育關系;
4、進一步將性狀和基因緊密聯系起來,揭示性狀調控相關基因。
技術介紹:通過對代表性材料(建議最少兩個亞群以上,每個亞群≥10份個體或混池)進行全基因組重測序,檢測SNPs和Indels等變異信息并進行群體遺傳學分析,如連鎖不平衡分析、系統發育分析、群體結構分析、有效群體大小分析、基因流分析等。
適用研究方向:有參考基因組的物種群體相關研究,包括群體適應性研究,群體選擇馴化研究,種群歷史動態研究,亞群間精確變異數據庫建立。
技術介紹:為研究群體遺傳結構及其變化規律,對同一物種的不同亞種、地理群體或者種屬間較近緣的物種進行簡化基因組測序,通過與參考基因組或同源聚類比對,得到大量的SNPs變異信息,分析群體的遺傳結構、選擇壓力和影響群體遺傳平衡的因素,探討群體演化機制。
適用研究方向:有參物種和無參物種群體研究,包括核心種質篩選,群體適應性研究,群體選擇馴化研究。
百邁客自2009年成立以來,經過多年的沉淀積累和6年的奮激薄發,在群體遺傳進化研究方面已完成上百個物種的項目,共發表文章70+篇,累計影響因子達420+,其中包含多篇Nature Genetics、 Molecular Plant及Current Biology等國際等級期刊。
系統發育樹(phylogenetic?tree,又稱evolutionary?tree進化樹)是描述群體間進化順序的分支圖或樹,表示群體間的進化關系。通過生物信息學的方法,可以建立物種的系統發育樹,以及推測生物進化的時間和過程。
基于SNP,通過cluster軟件,進行主元成分分析(Principal?components?analysis,?PCA)分析,得到樣品的主元成分聚類情況。通過PCA分析,能夠獲得哪些樣品相對比較接近,哪些樣品相對比較疏遠,可以輔助進化分析。
群體的固定系數Fst反映了群體等位基因雜合性水平。Fst是傳統衡量種群間遺傳分化的基本指標,如果種群中某個等位基因因為對于特定生境的適合度較高而經歷適應性選擇,那么其頻率的升高會增大種群間的分化水平,反映在數據上就是選擇區域有較大的Fst值。
π是衡量核苷酸多態性的指標,不受樣本大小的影響,是選擇清除分析常用的指標。π值越小,表示核苷酸多態性越低。π分析結果如下圖所示,橫軸表示基因組的位置,縱坐標表示π值。
研究目的 | 材料選擇 |
種群歷史動態研究 | 選擇起源中心的材料 |
適應性研究 | 選擇不同生境的典型材料 |
選擇馴化研究 | 選擇野生與馴化相關的典型材料 |
亞群間精確變異數據庫的建立 | 每個亞群選擇一個最典型材料 |
基因組倍性 | 基因組大小 | 推薦測序量 |
二倍體物種 | <1G | 10萬標簽,10× |
1~3G | 20萬標簽,10× | |
>3G | 30萬標簽,10× | |
多倍體 | – | 30萬標簽,10× |
– | 普通小麥 | 50萬標簽,10× |
– | 核心種質篩選 | 5-10萬標簽,10× |