分子育种重测序应用方案

1. BSA(bulk segregant analysis)

针对表型差异明显,质量性状或主效基因控制性状。

检测到的两混池间DNA差异片段即为候选区域,可进一步定位到目标性状相关的基因或标记。

但是最好不要选择简化基因组进行BSA,因为简化基因组测序捕获到的基因组区域有限,若变异区域未被捕获,则与目标性状相关的基因将不能获取,因此全基因组重测序在BSA性状定位方面具有明显的优势。

image.png

美吉的分析
image.png
诺禾的分析

针对质量性状定位的方法:

  • MutMap
  • SHOREmap
  • MMAPPR

2. 遗传图谱构建和QTL定位

遗传图谱结合QTL定位是目前方案最成熟,效果最好的复杂数量性状定位方法之一。

利用高通量测序,可以获得海量的分子标记,利用分子标记进行高精度的遗传图谱构建,穷尽物种所有的重组事件,精确定位目标性状。利用基因组信息,可以直接筛选与性状相关联的分子标记和基因,从而省去复杂的图位克隆过程。

但是准确性肯定还是不如图位克隆,作为初定位还差不多(但是初定位图位克隆也不是很难啊,前提是开发好了足够的标记),而且成本很高。

除了基因(QTL)定位,遗传图谱还可以用于辅助基因组组装。
image.png

image.png
image.png
WGS和简化基因组测序都可进行遗传图谱构建和QTL定位,简化基因组测序甚至可以不依赖参考基因组:
image.png

其他QTL定位方法:QTG-Seq
数量性状基因定位。也是利用2个极端混池测序
image.png

3. GWAS和群体进化

利用自然群体的全基因组关联研究(GWAS)可以克服QTL分析的局限性,缩小候选区域,但GWAS假阳性比QTL分析高,因此两者联合可以在一定程度上弥补彼此的不足。

不过GWAS主要还是集中在群体进化研究:基于群体变异信息,全方位的解析群体的遗传多样性、遗传结构、基因交流情况、物种形成机制以及群体进化动态等生物学问题,从分子层面深入研究该物种的进化历程。
image.png
全基因组关联分析首先进行群体分层,分析了解材料的分层信息;然后进行连锁不平衡分析,连锁不平衡的水平可决定关联分析的精度、所选标记的数目;最后结合群体基因型和表型数据,使用基于混合线性模型进行全基因组关联分析,对分析所得的与目标性状强关联的位点进行基因功能注释。
美吉生物的分析
image.png
诺禾的分析

利用WGS或者简化基因组都可进行GWAS分析,但简化基因组的精度肯定会差些:
image.png

4.基因定位联合研究思路

  • 遗传图谱+GWAS
  • 遗传图谱+转录组
  • 遗传图+BSA
  • BSA+GWAS
  • BSA+转录组

5.BGI产品

华大把以上内容归到一个产品里,即动植物全基因组重测序,作为一个标准分析流程,该分析的内容都含有,其他的就要结合研究目的采用不同的取样、建库和测序策略了。
流程图

主要分析内容:
变异检测
各种变异在基因组上分布统计
群体结构分析
群体结构分析
选择分析
前提:群体有明显的亚群分化
选择分析
GWAS
image.png

ref: http://www.biomarker.com.cn/archives/15722
http://www.majorbio.com/product/20/14/72
http://www.bgitechsolutions.com/sequencing/38

原文地址:https://www.cnblogs.com/jessepeng/p/12882767.html