BSA定義

• BSA：Bulked segregant analysis ，即混池分離分析侮东，選擇具有相對(duì)性狀的親本構(gòu)建分離群體圈盔，選取表型極端的一定數(shù)量個(gè)體構(gòu)建混池，基于兩個(gè)混池的DNA分子標(biāo)記差異悄雅，實(shí)現(xiàn)QTL定位驱敲。
• 適用于質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀主效基因的初步定位。
• 單次只能研究1個(gè)目標(biāo)性狀
• QTL：quantitative trait locus宽闲，基因組上的位點(diǎn)

MutMap

在傳統(tǒng)的圖位克隆中众眨，我們一般先利用BSA原理進(jìn)行粗定位，尋找和突變表型連鎖的marker容诬，再在附近設(shè)計(jì)新的marker围辙，利用作圖群體進(jìn)行精細(xì)定位，一步步縮小和突變表型連鎖的染色體區(qū)段放案，直到鑒定出突變基因姚建。MutMap的原理和圖位克隆本質(zhì)上是一樣的，只不過由于高通量測(cè)序技術(shù)的出現(xiàn)吱殉，我們常規(guī)使用的marker換成了SNP掸冤，把通過PCR和酶切進(jìn)行多態(tài)性鑒定厘托，換成了用重測(cè)序的方法直接對(duì)SNP的多態(tài)性進(jìn)行分析。

MutMap適合對(duì)EMS誘變的隱性突變基因進(jìn)行分析稿湿。通過EMS誘變和自交得到純合突變體后铅匹，將突變體和其親本回交得到F1，F(xiàn)1自交得到的F2后代會(huì)出現(xiàn)表型的分離饺藤，得到野生型表型群體和突變表型群體（耐鹽表型）包斑。對(duì)這兩個(gè)群體的DNA分別進(jìn)行等量混合，得到野生型DNA混池和突變體DNA混池涕俗。將兩個(gè)混池分別進(jìn)行DNA測(cè)序罗丰，得到野生型和突變型混池測(cè)序變異SNP信息；突變?yōu)殡[性再姑，根據(jù)遺傳學(xué)定律哨免，在F2群體中族沃，與耐鹽表型不相關(guān)的突變會(huì)隨機(jī)的分布在F2群體個(gè)體中畦粮，因此掌测，與目標(biāo)性狀不相干的SNP會(huì)以：野生型類型：突變體類型=1:1的比例進(jìn)行分離，而導(dǎo)致突變體表型的SNP栖疑，受到了人為選擇讨永，在突變體混池中所有的個(gè)體都是是純合的。為了方便分析遇革，作者定義了一個(gè)參數(shù)SNP-index卿闹，突變體類型的SNP所占的比例（也就是上圖中右下角圖示）。那么在突變位點(diǎn)澳淑，SNP-index為1，越往兩側(cè)插佛，SNP-index越小杠巡，并最終接近于0.5。對(duì)SNP-index進(jìn)行滑窗作圖后雇寇，就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)峰氢拥，該處就是連鎖區(qū)域。在附近進(jìn)行候選基因的篩選和排查锨侯，可以比較容易找到突變基因嫩海。

QTL-seq

QTL全稱是Quantitative Trait Loci。顧名思義就是基因組上的一些位點(diǎn)囚痴，對(duì)一些特定性狀具有某種量化的影響叁怪。QTL定位的基本原理，就是測(cè)定一群個(gè)體的某個(gè)數(shù)量性狀（表型）深滚，以及它們的基因型奕谭，然后尋找基因型和表型的對(duì)應(yīng)關(guān)系涣觉。QTL定位本質(zhì)上就是要找基因組上哪些遺傳標(biāo)記跟數(shù)量性狀的相關(guān)性最強(qiáng)。
基于雙親雜交群體2個(gè)極端混池的快速基因定位

GradedPool-Seq

性狀有較大差異的雙親組配血柳，形成一個(gè)較大規(guī)模的F2群體（最好數(shù)千株）官册，依據(jù)F2分離群體的表型分成三組（也可以三組以上），分別為“高值組”难捌，“中值組”膝宁，“低值組”，然后進(jìn)行個(gè)體的DNA提取和等量混合根吁，形成三個(gè)混池（或者三個(gè)以上的混池）员淫。這里面的“高值組”和“低值組”和普通的BSA一樣，不同的是增加了一個(gè)“中值組”婴栽。與性狀連鎖的SNP在三個(gè)混池中會(huì)呈現(xiàn)出不同的頻率分布满粗，基于Ridit算法的三個(gè)混池之間SNP差異顯著性比較，獲得每個(gè)SNP的P值愚争，為了消除背景噪音的影響映皆，通過滑窗法（slide window）處理背景噪音。GradedPool-seq最終實(shí)現(xiàn)了水稻400Kb左右的定位分辨率轰枝。

QTG-seq

1.群體構(gòu)建：F1捅彻， F2，F(xiàn)2:3家系鞍陨，BC1F1步淹，BC1F1:2群體；
2.QTL定位：F2群體的遺傳圖譜QTL定位诚撵，F(xiàn)2:3家系驗(yàn)證QTL定位結(jié)果缭裆；
3.QTL分離：F1和輪回親本回交后得到BC1F1，利用以上QTL內(nèi)分子標(biāo)記篩選目標(biāo)QTL雜合寿烟，其它QTL純合的BC1F1單株（BC1F1數(shù)量要大澈驼，保證足夠的重組交換事件），然后自交得到BC1F1:2家系筛武；
4.極端表型選擇：從BC1F1:2中選2個(gè)極端表型組（兩極端混池各占群體總量比例20%且總共至少1000個(gè)單株）缝其；5.極端表型混池：提取DNA并等量混池，形成2個(gè)極端池徘六；
6.測(cè)序并變異檢測(cè)：對(duì)兩個(gè)混池測(cè)序内边，與參考基因組比對(duì)檢測(cè)變異；
7.關(guān)聯(lián)分析：結(jié)合smoothing LOD（準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)靶標(biāo)位點(diǎn)）待锈，ED（Hill et al., 2013）與G' value（Magwene et al., 2011）定位目標(biāo)基因/QTL漠其。

RapMap

根據(jù)顯性、半顯性和超顯性三種遺傳效應(yīng)總結(jié)出了12種單位點(diǎn)遺傳分離模型，并在此基礎(chǔ)上提出單位點(diǎn)遺傳分離的本質(zhì)特征是在任意遺傳分離群體中目標(biāo)QTL/基因區(qū)段的兩種純合基因型能夠與對(duì)應(yīng)表型共分離辉懒，即共分離標(biāo)準(zhǔn)（圖1c）阳惹；該“共分離標(biāo)準(zhǔn)”是單位點(diǎn)遺傳的充要條件，對(duì)遺傳學(xué)中單位點(diǎn)遺傳分離的傳統(tǒng)判斷標(biāo)準(zhǔn)（如雙峰分布眶俩、3:1分離比等）起更正和澄清的作用莹汤，這一判斷標(biāo)準(zhǔn)的更新，大大提高了獲取單位點(diǎn)分離群體的效率和可能性颠印。為了最大可能地滿足分離群體的共分離標(biāo)準(zhǔn)纲岭，從核心種質(zhì)選取表型差異較小的雙親構(gòu)建一系列F2梯度群體（F2GP）進(jìn)行遺傳定位的策略（圖1a），以期最少化每個(gè)遺傳群體中控制目標(biāo)性狀的分離位點(diǎn)數(shù)量线罕，并克隆不同雙親組合中的主效QTL止潮；不滿足共分離標(biāo)準(zhǔn)的群體，可通過自交低钞楼、中喇闸、高值的F2或F3的若干家系，根據(jù)后代分離情況询件，選取目標(biāo)區(qū)段雜合而背景分離位點(diǎn)純合的家系來實(shí)現(xiàn)單位點(diǎn)分離燃乍。F2梯度群體結(jié)合單位點(diǎn)遺傳的共分離標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了QTL定位宛琅、驗(yàn)證及其類近等基因系（NIL-LL）篩選的“三位一體”的基因定位與克隆策略刻蟹，大大節(jié)省了獲取單位點(diǎn)遺傳定位群體的時(shí)間和成本。

圖1

BSR

BSR是將BSA與RNA-seq結(jié)合起來的分析方法嘿辟，與重測(cè)序BSA不同的是舆瘪，在分離群體中選擇極端性狀的個(gè)體構(gòu)建兩個(gè)池，提取兩個(gè)池的總RNA红伦，進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序英古，根據(jù)混池個(gè)數(shù)和物種的基因組大小確定測(cè)序的數(shù)據(jù)量￡级粒基于轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)同樣開發(fā)SNP標(biāo)記召调，用經(jīng)典貝葉斯算法找到與突變基因共分離的SNP位點(diǎn)和區(qū)間，最后預(yù)測(cè)候選基因（Liu et al., 2012）箕戳。由于貝葉斯算法需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間和較多的計(jì)算資源某残，仍然可以用ED或者SNP-index的算法進(jìn)行BSR的性狀關(guān)聯(lián)国撵。另外陵吸，BSR還能反映親本（混池）的基因表達(dá)量信息，可以根據(jù)候選區(qū)段內(nèi)相關(guān)基因的表達(dá)差異篩選候選基因介牙，這個(gè)特性使得BSR對(duì)抗逆性狀（誘導(dǎo)型表型）而言更加適用壮虫。BSR分析一般需要參考基因組，所以分析結(jié)果會(huì)受到參考基因組組裝質(zhì)量的影響，這點(diǎn)同重測(cè)序BSA一致囚似。由于基因只占基因組的1-3%剩拢，BSR也更適用于基因組較大的物種，比如麥類物種饶唤。

BSR存在的問題：
基因不均衡表達(dá)徐伐，低豐度基因無法準(zhǔn)確進(jìn)行變異檢測(cè)
存在時(shí)空特異性，并不是所有基因都表達(dá)
等位基因特異性表達(dá)募狂，同源染色體上兩個(gè)等位基因的表達(dá)水平顯著差異
RNA編輯办素，轉(zhuǎn)錄后的RNA發(fā)生堿基的加入、丟失或轉(zhuǎn)換等現(xiàn)象導(dǎo)致RNA與DNA水平不一致

MMAPPR

利用斑馬魚構(gòu)建的F1代分離群體祸穷，構(gòu)建表型的極端混池性穿，基于轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)檢測(cè)SNP，利用歐氏距離法（ED）計(jì)算混池之間SNP的距離差異雷滚。ED算法需曾，是利用測(cè)序數(shù)據(jù)尋找混池間存在顯著差異標(biāo)記，并以此評(píng)估與性狀關(guān)聯(lián)區(qū)域的方法祈远。理論上呆万，BSA項(xiàng)目構(gòu)建的兩個(gè)混池間除了目標(biāo)性狀相關(guān)位點(diǎn)存在差異，其他位點(diǎn)均趨向于一致绊含，因此非目標(biāo)位點(diǎn)的ED值應(yīng)趨向于0桑嘶。ED值越大表明該標(biāo)記在兩混池間的差異越大。