首款鲶鱼高密度SNP芯片的开发

为了破译鲶鱼抗病性状的遗传机制，改善鲶鱼的养殖，美国奥本大学（Auburn University）的研究人员利用Affymetrix公司的Axiom基因分型技术，开发出第一款高密度的鲶鱼SNP芯片——Catfish 250K SNP array。这项研究成果于近日发表在《BMC Research Notes》上。

鲶鱼是美国最重要的水产养殖品种。然而近年来，鲶鱼产业面临巨大的挑战，包括严重疾病，这造成了重大的经济损失。目前迫切需要提高亲鱼的抗病水平。数量性状，如抗病性，通常是由一组基因控制的，它们涉及到一系列复杂的调控。这些性状的遗传机制的破译需要大量的遗传标记。

单核苷酸多态性（SNP）是目前首选的标记，因为它们是最丰富的遗传变异，广泛分布在基因组中，并且通常是双等位基因多态性，适合自动化的基因分型。对全基因组关联研究（GWAS）而言，SNP很有效，因为在处理复杂性状时，通过高密度SNP可检测到连锁不平衡。数千个SNP的同时分析实现了多个物种的全基因组关联研究，如鸡、猪、牛、马等。然而，大多数水产养殖品种（包括鲶鱼）还无法开展此类研究，因为缺乏基因组范围的SNP标记和高通量的SNP基因分型平台。

对于大多数非模式生物而言，基因组规模的SNP鉴定一直是个很大的挑战。如今，新一代测序技术能够从各个生物的基因组中有效鉴定出SNP。但随着大量SNP的出现，如何经济高效地对这些SNP进行基因分型又成了个难题。目前多家公司都有SNP芯片平台。例如，Affymetrix公司的Axiom基因分型技术，能够开发出包含1,500至260万个SNP的定制芯片。

对于鲶鱼而言，开发高密度SNP芯片所需的SNP资源已经获得。之前的一些NGS研究已鉴定出鲶鱼中超过800万个高质量的SNP。利用这些SNP资源以及Affymetrix的Axiom基因分型技术，奥本大学的研究人员开发出250K鲶鱼SNP芯片，并进行性能评估。

开发芯片所用的SNP是从多个来源获得的，包括与基因相关的SNP、无名SNP以及种间SNP。在提交芯片设计的具体要求后，他们获得了一套640K高质量的SNP。最终，芯片上包含250,113个SNP，其中有103,185个与基因相关的SNP和146,928个无名SNP。在与基因相关的SNP中，32,188个来自斑点叉尾鮰（channel catfish），31,392个来自蓝鲶鱼（blue catfish），另外39,605个是种间SNP。这些SNP在基因组中有着适当的间隔。

研究人员对野生种群和回交家族的个体进行基因分型，以评估芯片性能。结果表明，所有的检测样品都获得了高的SNP转化率（~80%）和高的多态率（超过50%）。这说明，鲶鱼250K SNP芯片有着良好的实用性。从技术上看，他们认为Affymetrix设计分数充分预测了SNP探针的性能，而替代探针的加入大大提高了SNP转化率，特别是对于那些探针的设计分数较低的SNP。

作者认为，作为第一款高密度的鲶鱼SNP芯片，这对于全基因组关联研究、QTL精细定位、高密度遗传连锁图谱构建、单体型分析和全基因组的选择而言，将是一种宝贵的资源。（生物通 余亮）

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原文检索

Development of the catfish 250K SNP array for genome-wide association studies

BMC Research Notes 2014, 7:135 doi:10.1186/1756-0500-7-135