QTL-Seq - 武漢貝納科技服務有限公司

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QTL-Seq：快速QTL定位

將兩個具有極端性狀的親本雜交，得到F1，F1自交得到F2，出現性狀分離。
將F2中具有極端性狀的個體分別混池測序，同時對兩個親本進行測序。
分別計算SNP-Index，差異顯著大于0的SNP位點作為候選QTL位點。

使用QTL-Seq對水稻稻瘟病抗性和幼苗活力控制基因進行定位

文獻名稱：QTL-seq: rapid mapping of quantitative trait loci in rice by whole genome resequencing of DNA from two bulked populations
發表期刊：The Plant Journal
發表時間：2013年2月
影響影子：5.468

研究概述
大多數農藝性狀都屬于數量性狀，傳統的QTL定位方法費時費力。這篇文章結合BSA思路和高通量測序技術，首次提出QTL-Seq技術。并以水稻稻瘟病為例，分別基于RIL群體和F2群體，成功定位到控制位點。

QTL-Seq與MutMap最大的不同在于研究的材料不同：MutMap是用誘變得到的材料，而QTL-Seq可用于自然存在的材料。

QTL-seq的原理如下圖圖，將兩個具有極端性狀（如株高的高矮）的親本雜交，得到F1，F1自交后得到性狀分離的子代池F2，經過檢驗發現F2的性狀成正態分布，說明這是一個數量性狀。將F2中的極高和極矮個體分別混池測序，計算每個SNP位點的SNP-Index（該位點與參考序列不同的reads數占總reads數的比例），然后將兩個SNP-Index相減得到ΔSNP-Index，將ΔSNP-Index顯著偏離0的位點作為候選位點。

基于RILs群體定位稻瘟病抗性基因

方案設計
1. 稻瘟病菌M.oryzae 會導致水稻稻瘟病。Nortai對M. oryzae 有抗性，Hitomebore易感（a）;
2. 通過兩者雜交，得到F2后，自交至F7得到241個RILs;
3. 使用M. oryzae侵染241 RILs，按照抗性從抗病到易感分為4~10個等級（b），侵染步驟重復4次/4年以確定分級正確。每個等級包含的個體數目呈正態分布，表示該抗性為多基因控制;
4. 分別選擇20個極端個體（R-bulk, S-bulk），混池測序（c）；
5. 分別計算每個池的SNP-Index和兩池之間的△SNP-Index, 選擇P<0.01區域作為候選；
6. 使用傳統QTL方法進行驗證。確定方法可靠性。

研究結果

1. 定位到染色體上2.39~4.39M的一段區間為候選區域；
2. 使用傳統方法驗證，定位到0~4.9M為候選區域，與QTL-Seq基本一致。證明方法可行。

基于F2群體定位幼苗活力基因

方案設計
1. Dungeon Shai相對于Hitomebore更具有幼苗活力（a）;
2. 已確定chr3上有一個主效QTL qPHS3-2，可能對應基因OsGA20ox1與gibberelllin (GA) byosynthesis 有關。這里利用QTL-Seq檢驗是否可以檢測到該QTL;
3. Dungeon Shai和Hitomebore作為親本，最終得到531個F2，性狀分布符合正態分布（b）；
4. 選擇極端性狀各50株，混池(H-bulk, L-bulk), 測序(b)；
5. 分別計算每個池的SNP-Index和兩池之間的△SNP-Index（c）。

研究結果
1. 候選區域：chr3:36.21M~37.31M; chr1:39.08~41.08M；
2. 包含了之前定位到的QTL。證明方法可行。