Bản đồ QTL và Đặc điểm phức tạp

Việc xác định các vùng bộ gen cụ thể ảnh hưởng đến một đặc điểm biến đổi liên tục chuyển tính di truyền trừu tượng của di truyền định lượng thành các vị trí bản đồ cụ thể, sử dụng các phép lai có kiểm soát hoặc liên kết quy mô quần thể.

Definition

Lập bản đồ QTL và đặc điểm phức tạp là tập hợp các phương pháp xác định các vùng hoặc biến thể bộ gen góp phần vào một đặc điểm định lượng hoặc phức tạp bằng cách phát hiện mối liên hệ thống kê giữa các dấu hiệu di truyền và đặc điểm trên các cá thể.

Scope

Chủ đề này bao gồm lập bản đồ locus tính trạng số lượng (QTL) trong các phép lai thực nghiệm thông qua liên kết giữa các dấu hiệu và giá trị tính trạng, lập bản đồ khoảng và điểm LOD, chuyển sang các dấu hiệu phân tử dày đặc, các nghiên cứu liên kết trên toàn bộ bộ gen (GWAS) trong các quần thể không thuần chủng, mất cân bằng liên kết và vai trò của nó trong liên kết, và hiệu ứng nhiễu của cấu trúc quần thể và cách kiểm soát nó. Nó đề cập đến việc định vị các locus nằm dưới các đặc điểm phức tạp; mô tả thống kê về sự biến đổi được đề cập trong chủ đề liền kề.

Core questions

• Liên kết giữa một dấu hiệu và một đặc điểm tiết lộ một locus tính trạng số lượng trong một phép lai như thế nào?
• Các nghiên cứu liên kết trên toàn bộ bộ gen phát hiện các biến thể liên quan đến đặc điểm trong các quần thể như thế nào?
• Tại sao mất cân bằng liên kết lại là trung tâm của lập bản đồ liên kết?
• Cấu trúc quần thể không được giải thích tạo ra các liên kết sai lệch như thế nào và nó được hiệu chỉnh ra sao?

Key concepts

• Locus tính trạng số lượng và liên kết dấu hiệu-tính trạng
• Lập bản đồ khoảng và điểm LOD
• Nghiên cứu liên kết trên toàn bộ bộ gen
• Mất cân bằng liên kết
• Cấu trúc quần thể như một yếu tố gây nhiễu và sự hiệu chỉnh của nó

Mechanisms

Trong một phép lai, một dấu hiệu gần một locus nhân quả cùng phân ly với đặc điểm, do đó một đỉnh trong tín hiệu thống kê dọc theo nhiễm sắc thể đánh dấu một QTL; trong các quần thể, tái tổ hợp lịch sử để lại các biến thể nhân quả trong mất cân bằng liên kết với các dấu hiệu gần đó, cho phép quét liên kết, với điều kiện là tổ tiên chung tương quan với cả kiểu gen và đặc điểm được mô hình hóa.

Clinical relevance

Lập bản đồ liên kết đã xác định hàng nghìn biến thể liên quan đến các bệnh và đặc điểm phổ biến ở người, cung cấp thông tin cho các điểm rủi ro đa gen và khám phá mục tiêu thuốc, trong khi kiểm soát cấu trúc quần thể, như được hình thức hóa trong các phương pháp suy luận cấu trúc, là điều cần thiết để tránh các phát hiện sai lệch.

History

Lập bản đồ QTL khoảng trong các phép lai thực nghiệm được hình thức hóa vào khoảng năm 1989, sau đó các bản đồ dấu hiệu dày đặc cho phép độ phân giải tốt hơn, và từ giữa những năm 2000, các nghiên cứu liên kết trên toàn bộ bộ gen đã mở rộng việc lập bản đồ sang các quần thể người; các phương pháp suy luận và hiệu chỉnh cấu trúc quần thể, chẳng hạn như mô hình của Falush, Stephens và Pritchard, đã làm cho các nghiên cứu này trở nên đáng tin cậy.

Key figures

• Eric Lander
• Jonathan Pritchard
• Trudy Mackay

Seminal works

• falush2003
• lynchWalsh1998

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa lập bản đồ QTL và nghiên cứu liên kết trên toàn bộ bộ gen là gì?

Lập bản đồ QTL thường sử dụng các phép lai có kiểm soát, nơi các cá thể có quan hệ họ hàng đã biết cho phép theo dõi trực tiếp sự tái tổ hợp, trong khi nghiên cứu liên kết trên toàn bộ bộ gen quét các cá thể không liên quan trong một quần thể, dựa vào sự mất cân bằng liên kết lịch sử giữa các dấu hiệu và các biến thể nhân quả.

Tại sao cấu trúc quần thể gây ra các liên kết sai lệch?

Nếu các nhóm con của một mẫu khác nhau về cả tổ tiên và đặc điểm, bất kỳ alen nào chỉ tình cờ phổ biến hơn ở một nhóm con sẽ xuất hiện liên quan đến đặc điểm; việc hiệu chỉnh tổ tiên loại bỏ các tín hiệu sai lệch này.