東北地理所在大豆突變體基因定位測序方法改良上取得重要進展
隨著新一代測序技術的發(fā)展和全基因組測序（Whole Genome Sequencing, WGS）成本的不斷下降，基于WGS的分離群體分組分析（Bulk Segregation Analysis，BSA）已經成為快速定位候選基因的常規(guī)工具，但已報道的方法依然有待完善。例如，依賴于自交系雜交的QTL-seq策略，需要后期耗費大量精力進行精細定位；而基于突變體的Mutmap策略，雖然不需要后期進行精細定位，但依然需要耗費大量時間用于突變體的自交與回交。這些方法的不足限制了大規(guī)模開展功能基因定位的效率。
中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所大豆分子設計育種重點實驗室馮獻忠團隊，圍繞大豆突變體功能基因定位，報道了一種稱為M2-seq的改良版WGS-BSA方法。它是一種快速有效的突變基因定位工具，僅基于M2代材料即可實現候選因果突變位點的快速定位，與以前報道的需要更高世代自交與回交的方法(例如，Mutmap)相比，在時間成本和測序費用成本上都更具有優(yōu)勢。利用M2-seq方法，在不知道突變植株的野生型變異信息情況下，通過M2群體之間的相互比較，背景變異即可被有效地去除。此外，利用 ΔSNP-index的絕對值可以有效去除由相鄰突變等位基因的排斥連鎖引起的突變頻率信號波動，從而有助于定位靶基因中的因果突變。本研究展示了M2-seq在10個獨立的大豆M2突變體群體中成功定位因果突變。研究表明，基于M2世代的M2-seq方法可以加速基因定位，尤其是在世代間隔較長的植物物種中。
本研究以“A robust and rapid candidate gene mapping pipeline based on M2 populations”為題在國際期刊 Frontiers in Plant Science發(fā)表。東北地理所博士研究生周煌凱為論文第一作者，馮獻忠研究員為論文通訊作者。相關研究得到了國家重點研發(fā)計劃資助。
圖1 M2-seq的原理和分析過程示意圖
（A） 變異過濾過程概述。(B) 定位攜帶因果突變的基因組區(qū)域的原理圖。ΔSNP-index絕對值曲線(紅色曲線)用于識別因果突變區(qū)域。
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