无参RAD测序技术的应用

小编近期将为大家讲解简化基因组测序（Reduced-Representation Genome Sequencing, RRGS）相关知识，包括简化基因组简介，RRGS常用方法介绍，不同RAD技术的比较，无参RAD测序技术的应用，无参RAD测序研究思路与方法及无参RAD测序与分析流程等，每天只需5分钟，轻松学习RRGS相关知识~

话不多说，进入今天的专题——无参RAD测序技术的应用。

RAD测序技术由于具有在全基因组范围内发现变异的强大能力，目前已应用于超过20种以上没有参考基因组的动植物物种基因组标记的开发、遗传和比较图谱构建、高分辨率性状基因/QTL的定位、群体遗传进化分析以及全基因组关联分析。此外，对于一些基因组较大的有参考基因组的物种，相比于全基因组重测序，RAD技术也能显著降低测序成本，特别是在群体遗传学的研究中需要对大样本量进行测序的情况下，RAD的优势尤为明显。

1分子标记的开发

对于没有参考基因组的物种，如要获得分子标记，通常会利用已发表的该物种或近缘物种的分子标记进行多态性筛选。或者利用这些标记的序列信息以及已测序近缘物种的保守基因序列进行标记开发。这些方法得到的PCR标记多为一些SSR标记，多态率很低，往往需要设计大量的引物才能获得少量多态标记。相比之下，RAD测序技术在标记开发上具有较大的优势，因为通过测序它可以在基因组中发现大量的SNP，相对于SSR标记，SNP在基因组中的密度要远远大于SSR。此外，RAD测序还能节省大量时间和人力成本。

图  不同标记类型小麦遗传图谱

2遗传和比较图谱构建

过去基于PCR标记的全基因组遗传图谱的构建需要耗费大量的人力、物力和时间，因为每个标记都需要在分离群体中分别进行基因型分型（PCR电泳）。但利用RAD技术对亲本及其构建的分离群体进行测序，可较为快速的获得大量的基本覆盖全基因组的SNP基因型，用于遗传图谱的构建。标记密度和覆盖度越大的遗传图谱在进行比较基因组学分析时，能提供更多的位点和区域用于与已测序的近缘物种进行比较，从而得到更为细致和全面的信息和宏观共线性关系。尤其有利于倒置、缺失、易位等结构变异的发现和鉴定。

3高分辨率性状基因/QTL的定位

植物学家和遗传育种研究人员非常关注基因型和表型之间的联系。挖掘控制目标性状背后的基因/QTL需要对其进行高分辨率的遗传作图，定位的精度越高，不仅越有利于基因/QTL的后续克隆，同时也越有利于目标基因的分子标记辅助育种。基因/QTL的初定位都需要在全基因组范围内进行筛选。质量性状基因的初定位一般采用BSA法，QTL的初定位则需要利用全基因组遗传图谱进行扫描。传统PCR标记构建的遗传图谱由于标记密度在基因组中大小不一，如果目标基因正好位于标记密度较低的区域（比如~30cM的遗传距离内没有标记），很可能无法通过PCR筛选得到连锁标记。过稀的标记密度同样会影响QTL定位的精度。

除了定位精度外，RAD测序获得的SNP序列信息还可与近缘已测序物种的基因组序列进行比较，如果定位区域中的SNP位于一些感兴趣基因的编码区，可对这些SNP的类型进行统计分析，看有哪些基因在双亲间发生了非同义替换或者提前终止，这也能为候选基因的预测以及后续基因功能验证提供一些参考。

4群体遗传分析和GWAS

RAD测序技术在群体遗传分析和GWAS中的应用主要是对目标物种的自然群体进行测序和变异鉴定，并对自然群体中的变异位点进行统计分析，对群体结构进行分析，鉴定基因组中受到选择的位点。另一方面，结合表型数据，鉴定与目标性状紧密相关的SNP，后续可对选择位点和GWAS分析得到的SNP进行联合分析，研究人工选择和群体演化之间的关系。

参考文献

1.Kai W, Nomura K, Fujiwara A, et al. A ddRAD-based genetic map and its integration with the genome assembly of Japanese eel (Anguilla japonica) provides insights into genome evolution after the teleost-specific genome duplication. BMC genomics, 2014, 15(1): 233.

2.Kundu A, Chakraborty A, Mandal N A, et al. A restriction-site-associated DNA (RAD) linkage map, comparative genomics and identification of QTL for histological fibre content coincident with those for retted bastfibre yield and its major components in jute (Corchorusolitorius L., Malvaceaesl). Molecular breeding, 2015, 35(1): 19.

3.Manousaki T, Tsakogiannis A, Taggart J B, et al. Exploring a nonmodel teleost genome through rad sequencing—linkage mapping in Common Pandora, Pagellus erythrinus and comparative genomic analysis. G3: Genes, genomes, genetics, 2016, 6(3): 509-519.

4.Nadeau NJ, Martin SH, Kozak KM, et al.Genome-wide patterns of divergence and gene flow across a butterflyradiation. Mol. Ecol., 2013, 22: 814–826.

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