Mapowanie locii cech ilościowych QTL

Cechy ilościowe vs Cechy jakościowe Rozkład ciągły, krzywa Gausa Plon, masa, wysokość itp. Determinowane poligenicznie QTL Rozkład dyskretny Kolor nasion, kształt nasion, kolor kwiatów itp. Determinowane przez pojedyncze geny Markery sprzężone z cechą

Poopulacja mapująca Genotypowanie populacji mapującej Fenotypowanie populajci mapującej Mapa Genetyczna QTL

Populacje mapujące F2; AA, Aa, aa RIL; AA, aa DH; AA, aa BC; AA Aa lub aa Aa

F2/RIL P1 X P2 F1 F1 X F2

BC P1 X P2 F1 P1 X BC1

Mapowanie QTL w eksperymentalnych populacjach Krzyżowania eksperymentalne pozwalają na znalezienie zleżności pomiędzy markerami DNA, a cechami fenotypowymi pozwlającymi na identyfikację loci cech ilośicowych (QTL) QTL Covariates Marker Trait

Modle i załorzenia Barak zakuceń procesu rekombinacji Niezależność Rozkład normalny yi|X ~ N(X, X2) Homoskedastyczność X2 = 2

Mapowanie interwałowe L Q R l q r Pr{QQ|LL,RR}=(1-rL)(1-rR)/(1-r) Pr{QQ|LL,Rr}=(1-rL)rR/r Pr{QQ|Ll,RR}=rL(1-rR)/r Pr{QQ|Ll,Rr}=rLrR/(1-r) Pr{Qq|LL,RR}=rLrR/(1-r) Pr{Qq|LL,Rr}=rL(1-rR)/r Pr{Qq|Ll,RR}=(1-rL)rR/r Pr{Qq|Ll,Rr}=(1-rL)(1-rR)/(1-r)

Wskaźnik LOD -

Krzywa LOD Profil prawdopodobieństwa Wyraźny pik jest interpretowany jako QTL 1.5-LOD wspiera mapowanie interwałowe

Dystrybucja LOD Symulacje komputerowe Permutacje lub bootstrap Typ krzyżowania Wielkość genomu Liczba i odległości pomiędzy markerami Liczba obiektów z brakiem wyniku genotypowania Prawdziwa dystrybucja fenotypu Permutacje lub bootstrap

Mapowanie Interwałowe Zalety Bierze pod uwagę brakujące dane (bardziej wiarygodne podejście) Interpoluje pozycje pomiędzy markerami Dostarcza wsparcia dla interwałów Dostarcza bardziej dokładnego określenia efektu QTL na cechę Wady Wymaga dużych mocy obliczeniowych komputerów Polega na mapach genetycznych dobrej jakości (słaba mapa = złe wyniki QTL) Trudności w wprowadzeniu kowariancji

Genotypowanie populacji łubinu wąskolistnego metodą DArTseq

Wyniki genotypowania Nazwa Ogólna liczba markerów Powtarzalność (średnia) Liczba markerów użytych do mapowania Średnia liczba linii w typie "Emir" Średnia liczba linii w typie "LAE-1" Średnia liczba linii z brakiem wyniku genotypowania Markery typu PAV (silicoDArT) 3737 99,72% 1987 53% 42,4 50,2% 42,0 49,8% 4,6 5% Markery typu SNP (SNP_DArT) 2008 99,34% 1152 57% 42,3 50,1% 42,2 49,9% 4,5 Ogólnie (PAV i SNP) 5745 99,53% 3139 55% 42,35 42,1

Fenotypowanie populacji mapującej łubinu wąskolistnego

Utworzenie mapy genetycznej MAPA Długość [cM] 837 Maksymalny dystans między dwoma loci [cM] 16,72 Średnia dystans między dwoma loci [cM] 0,34 Liczba loci [n] 2472 Liczba markerów [n] 2566

Analizy QTL Formowanie I pary liści Nazwa markera LG Pozycja ci.low ci.high LOD c7.loc40 7 40 34 51.5 3.3 Formowanie II pary liści 35 54.5 3.02 Pąkowanie c7.loc42.5 42.5 39.0 43.5 7.86 M2558 57.5 20 3.09 c20.loc5.5 5.5 2.5 9.5 5.53 Kwitnienie kwiatostanu pędu głównego M1298 5 18 13.5 35.5 3.13 36.5 3.83 Kwitnienie kwiatostanów pędów bocznych M3306 3 12.3 3.5 14 4.34 c3.loc20 1.2 6 Zawiązywanie strąków na pędzie głównym c3.loc11.5 11.50 7.5 14.0 6.37 2 11 3.82 c13.loc10 13 10.00 14.5 4.56 M4182 8.48 11.5 3.01 Zawiązywanie strąków na pędach bocznych c3.loc12 12 6.67 3.60

Analizy bioinformatyczne LG Cechy/fazy Markery (numer) Białka zidentyfikowane przez analizę BLAST (funkcja białka) 1 Liczba okółków na pędzie głównym 4724, 4585, 1835, 1916, 1872, 1133, 4248, 1987, 984 białko szoku cieplnego, białko rodziny WEB 3 Kwitnienie kwiatostanów pędów bocznych, zawiązywanie strąków na pędzie głównym, liczba rozgałęzień I-go rzędu 3306, 1193, 463, 3334, 2124, 1107, 3979, 3311 kinaza fosfatydyloinozytulu (synteza fosforanoinozytoli), białko błonowe 63 (nieznana funkcja), białko z domenom alfa/beta-hydrolazy (nieznana funkcja), białko cytoplazmatyczne z motywem seronino/argininowym (nieznana funkcja), sprzężony protonowo transporter aminokwasów (metabolizm aminokwasów), syntaza 3-hydroksy-3-metylglutaryl koenzymu A (enzym szlaku mewalonowego) Kwitnienie kwiatostanów pędów bocznych zawiązywanie strąków na pędzie głównym 990, 3351 - 4 Długość kwiatostanu na pędach bocznych, liczba okółków na pędzie bocznym 2303, 2373, 2424, 747, 2482, 2509, 2534, 601, 552, 3185, 2490, 3221, 2428, 629, 546, 4357, 3474, 4645, 3200, 2484 hexokinaza (przekazywanie sygnałów), element retrotranspozonu.