mGWAS——“代謝組+基因組”研究新思路-技術(shù)前沿-資訊-生物在線

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mGWAS——“代謝組+基因組”研究新思路

作者:北京博奧晶典生物技術(shù)有限公司 2019-01-21T14:08 (訪問量:18758)

? ? ? ? 眾所周知,全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)是研究動植物復(fù)雜性狀的重要手段。利用GWAS分析可以快速獲得影響目標性狀表型變異的染色體區(qū)段或基因位點。但傳統(tǒng)GWAS分析存在一些不足,如難以確定具體功能突變,難以解析突變?nèi)绾斡绊懶誀畹木唧w機制,并且有些高階表型難以定性定量。

圖1 整合多種類型的組學(xué)數(shù)據(jù)解析基因型-表型間的關(guān)聯(lián)
? ? ? ? ? 因此,利用中間分子作為表型進行GWAS分析逐漸成為GWAS研究的熱點。mGWAS (metabolome Genome-Wide Association Study)是將代謝組數(shù)據(jù)作為表型,與基因型數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)分析的一種**方法。由于代謝組數(shù)據(jù)對表型鑒定更為精細,因此關(guān)聯(lián)分析的精度比傳統(tǒng)GWAS分析更高。近年來不斷有mGWAS的研究發(fā)表在高分雜志上。

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讓我們一起來看兩篇mGWAS文章研究新思路

圖2 mGWAS研究技術(shù)流程[1]
番茄風(fēng)味遺傳機制探究[2]

試驗樣品

? ? ? ?取398份番茄自然群體樣本,平均測序深度8.5X。每一份番茄種質(zhì)3個重復(fù),每株至少取2個果實,至少6個果實混樣作為一個生物學(xué)重復(fù),代謝物含量通過GC/MS進行測定。

圖3 番茄風(fēng)味遺傳機制研究思路

試驗結(jié)果:

? ? ? ? 選101個番茄品種進行評分,發(fā)現(xiàn)28個代謝物與消費者整體喜好和風(fēng)味強度都相關(guān)。進行mGWAS分析關(guān)聯(lián)基因和代謝物,鑒定到251個與20種代謝物表型顯著關(guān)聯(lián)的信號。兩個與葡萄糖和果糖相關(guān)的位點(Lin5和SSC11.1)位于報道過的番茄馴化、改良候選區(qū)域,大多數(shù)的現(xiàn)代番茄品種在這兩個位點上都是參考基因型(RR),擁有該基因型的果實含糖量遠低于其他基因型材料,這也許就解釋了為什么現(xiàn)代番茄口感降低的原因。

玉米籽粒的mGwas研究[3]

試驗樣品:
? ? ? ? 選取368份自交品種,利用玉米50K SNP育種芯片進行分型,通過高通量LC-MS/MS分析鑒定代謝物種類和含量。

試驗結(jié)果:

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? ? ? ? 368份群體材料共檢測到983個代謝產(chǎn)物,通過mGWAS分析,共鑒定到1459個顯著位點,可以注釋到1197個候選基因。其中有238個位點與表達量具有顯著相關(guān)(P<0.01),這表明這些位點的候選基因,有可能是通過轉(zhuǎn)錄調(diào)解來影響代謝物含量變異的。此外,為了進一步驗證GWAS結(jié)果及候選基因功能變異,利用重測序、eQTL分析、連鎖分析、突變分析、轉(zhuǎn)基因表達等多種分子學(xué)方法對5個代表性候選基因PHT、CCoMOMT1、UGT、TDC1和STE進行了功能驗證。

圖5 羥基肉桂酸酰胺轉(zhuǎn)移酶相關(guān)位點鑒定及功能驗證

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文章思路就暫且先分享到這里,

其他mGWAS研究文章列表總結(jié)如下:

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表1 其他mGWAS研究文章列表

參考文獻

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博奧晶典科研服務(wù)事業(yè)部 李超 | 文案

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