首页 > 其他分享 >针对F1和F3群体的基因定位新方法

针对F1和F3群体的基因定位新方法

时间:2024-06-16 10:34:27浏览次数:12  
标签:F1 F3 seq 定位 基因 群体 亲本 QTL BSA

最近国人有几个新的基因定位方法发表,记录下备忘。

Mol Plant | 中国农科院蔬菜所开发异交物种基因高效定位的新算法工具OcBSA

经典的基因位点快速定位方法Bulked Segregant Analysis(BSA,集群分离分析法)具有适用范围广、实验成本低的优势,但现有BSA算法(例如SNP index,ED,G value)均是基于F2分离群体开发,不适用于F1分离群体。F2分离群体的双亲通常为纯和(每个亲本可以看作1个单体型),而F1分离群体的双亲为高度杂合(每个亲本由2个单体型构成)。因此,利用F1群体进行精确遗传定位,必须深入解析并理清两个杂合亲本的4条单体型在后代群体中的遗传模式。

本研究采用精确屏蔽隐性亲本的两条单体型的策略来简化F1分离群体的复杂遗传模式。如下图模型例示,两个亲本中与目标性状(紫色)分离相关的为显性亲本(P1)。在显性亲本中含有显性基因的单体型为h1,另外一个单体型为h2。隐性亲本(P2)的两个单体型则为h3和h4。在F1后代中获得h1单倍型的单株表现为紫色,获得h2的为黄色;h3和h4对后代的表型没有影响。根据此规律,选取特定标记,在后代混池测序数据中移除隐性亲本的两个单体型h3和h4的信息,得到仅包含单体型h1和h2的两个新的OcPools。新的OcPools类似于F2分离群体的混池,因此,进一步根据亲本P1的两个单体型h1和h2在OcPools中的分离情况可实现目标性状调控基因的定位。

同时提供了Windows和Linux版本:https://gitee.com/Bioinformaticslab/OcBSA

The Crop Journal | 福建农林大学实验证明利用BSA-seq定位QTL具有巨大潜力

根据对已报道的104篇研究论文,共包括137个实验的调查结果,BSA-seq检测QTL的能力在实际应用中却不尽人意,大多数实验只能检测到1~3个QTL,没有发挥出BSA-seq定位QTL的潜力。

作者研究表明,在适当的试验设计下,BSA-seq可以取得很高的QTL定位功效和分辨率。已报道的BSA-seq实验统计功效普遍很低的原因,主要是因为群体太小和混池太小。另外,不正确的统计分析方法也是造成其功效低下的重要原因。作者发现,植物中的BSA-seq实验基本上(93.4%)都是采用QTL-seq统计分析方法,而该方法的显著阈值是错误的,并且依赖于测序深度。在通常的测序深度下阈值很高,从而使得大多数QTL无法被检测到。因此,使用正确有效的统计分析方法非常重要。

作者以一个长生育期和一个短生育期的水稻品种为亲本构建F3群体,采用双环境(两个不同地点和种植时间)、大群体(每个环境种植7200个F3植株)和大混池(每个DNA池包含大约500个个体)的试验设计进行BSA-seq,利用新近提出的BRM(block regression mapping)方法定位QTL。在每个环境(实验)中均定位到34个QTL,这个数量要比大多数已报道的BSA-seq实验高出一个数量级。其中,有23个QTL同时在两个环境中被定位到。这就是说,在每个环境中有2/3的QTL得到了两个环境之间的交叉验证,可以认为是可靠的。在这些可靠的QTL中,有17个QTL的95%置信区间包含了41个已报道的控制水稻生育期的QTL和8个已克隆的有关基因。此外,作者还采用另一种BSA-seq分析方法(MULTIPOOL)以及4个F4株系的实验进一步验证了6号染色体上的10个QTL。这些结果表明,利用F3大群体,可以极大地提高BSA-seq定位QTL的统计功效和分辨率;而多环境实验可以对QTL进行交叉验证,从而提高QTL定位的可靠性

标签:F1,F3,seq,定位,基因,群体,亲本,QTL,BSA
From: https://www.cnblogs.com/miyuanbiotech/p/18250236

相关文章

  • The Crop Journal | 部分双列杂交设计的玉米产量基因组预测
    中国农业科学院作物科学研究所联合国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)等单位在《TheCropJournal》发表论文:Genomicpredictionofyieldperformanceamongsingle-crossmaizehybridsusingapartialdiallelcrossdesign。希望根据中国黄淮河谷(夏播区,SUS)和东北(春播区,SPS)两大玉米......
  • 如何从vcf文件中快速提取基因型GT?
    如题,如何从vcf文件中快速提取基因型Genotype,得到基因型表格文件?vcf作为标准的存储变异的文件格式。虽是标准格式,但可扩展性极强,变异属性可随意添加,真是很妙的设计!其实vcf格式和vcftools软件文章发表也不过13年而已。基因型矩阵,类似于HapMap格式,市场上大多数芯片也是这种。比如,......
  • 机器学习利用在基因组预测中的评估
    本文旨在比较机器学习方法在基因组预测中的表现,并评估其对高维数据的处理能力。作者使用了正则化回归、深度学习、集成和实例基础学习等不同类型的监督学习方法,分别应用于模拟动物育种数据集和三个实际玉米育种数据集中。结果表明,机器学习方法的表现和计算成本取决于数据和目标性......
  • 基因组选择(GS)中准确性(R2)和预测能力(PA)的区别
    在基因组选择领域,"准确性"(Accuracy)和"预测能力"(PredictionAbility)是两个常用的评价指标,用于衡量基因组选择模型的性能。在学术研究中,两者都有用到,但没有明显区分,容易出现混用情况。以下是一篇文章中的定义:https://bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12864-018-......
  • 机器学习与基因组编辑相结合以加速作物改良
    近日,扬州大学张韬团队在aBIOTECH发表综述“Integratingmachinelearningandgenomeeditingforcropimprovement”。随着大数据的积累,越来越多基于机器学习的方法被应用于植物科学研究,包括功能性基因和调控元件的挖掘,蛋白质结构的预测,以及表型的快速鉴定。先进的CRISPR基因......
  • Rajeev K. Varshney:设计未来作物,基因组学辅助育种时代来临
    介绍一篇RajeevKumarVarshney于2021年在TrendsinPlantScience专题《养活世界:植物育种的未来》上的综述,强调了基因组学辅助育种(genomics-assistedbreeding,GAB)的作用和意义。关于RajeevKumarVarshney,他在基因组测序、利用遗传多样性、基因组学辅助育种、种子系统和发展......
  • 推荐 | 诺奖得主传记《解码者:珍妮弗·杜德纳基因编辑的历史与未来》
    今天小编给大家推荐一本关于基因编辑的科普故事书。此书曾入选中信出版2022年度好书,豆瓣读书评分也高达8.7分,值得一阅。此书作者沃尔特·艾萨克森(WalterIsaacson)是美国知名传记作家,杜兰大学历史学教授,《时代周刊》前主编,CNN前董事长兼首席执行官。其他畅销传记作品有《史蒂夫......
  • SeqBreed:一个用于复杂性状基因组预测的 Python 工具
    本文介绍了一个名为SeqBreed的Python工具,用于评估基因组预测在复杂情况下的表现。该工具可以模拟任何数量的由任意数量的因果位点决定的复杂表型,可实现了GBLUP、SSGBLUP、PBLUP等,并支持多种基因组预测方法和复杂染色体类型。作者使用了果蝇和四倍体马铃薯的数据集进行了测试,并展示......
  • 推荐 | 番茄基因组设计育种
    番茄的基因组研究是比较靠前的,其分子育种、生物技术和智能育种应用也是走在了前列(包括MAS和GS),可以为其他作物参考。近几年国内也有了很大进展,尤其是黄三文院士连续发表的几篇顶刊。番茄育种简介番茄是世界上种植范围最广、消费量最大的蔬菜作物,是茄科家族中的重要一员。其适应......
  • aBIOTECH | 程时锋-豌豆功能基因组与分子育种研究进展与展望
    近日,中国农科院深圳基因组所程时锋团队在aBIOTECH发表上综述:InnovationsinFunctionalGenomicsandMolecularBreedingofPea:ExploringAdvancesandOpportunities,总结了豌豆功能基因组学和分子育种的研究进展和挑战。简介豌豆(PisumsativumL.,2n=14)是一种寒冷季节的......