GWAS材料选择与群体设计

材料选择与群体设计

材料选择的基本原则

a.遗传变异和表型变异丰富

b.群体结构分化不能过于明显（如亚种以上,发生生殖隔离是不能做GWAS的）

样本量

a.非稀有变异中，对中等变异解释率（10%左右）的位点的检测功效要达到80%以上时，需要的样本量在400左右

b.位点的效应越低，需要的样本量越大

群体类型

−种质资源材料

• 遗传变异丰富，可以同时对多个性状进行分析

• 群体结构复杂，稀有变异多，遗传信息丢失明显

−人工群体

• 背景单纯，检测功效高；可以放大稀有变异.(包括F2、半同胞家系、动物远交群体、NAM群体、MAGIC群体和ROAM等群体类型。)

• 遗传变异不够丰富，重组事件有限，定位精度可能较低

表型调查

精确的表型检测是关联分析的关键

GWAS对数量性状和质量性状都适用

• 数量性状：多基因控制，能够测量得到具体数值，符合正态分布；考虑到数量性状受环境影响大，建议将所有材料在同一环境下培育或养殖，或者用多年多点的数据分开分析后综合结果或取BLUP值作为性

状值进行关联分析。

• 质量性状：单基因控制，无法用具体数值衡量，可转换成0、1等表示，需注意每个群体选取近似的样本。

• 分级性状：表型分布类似质量性状，但实际受多基因控制（数量性状），如抗性性状，因此需要提供每一个个体精确的测量数据。

• 多指标性状：有多个指标可以同时度量时，找出代表原表型数据变异的主成分因子，作为关联分析的表型数据

标记开发与分型

• 实验室常用标记（SSR等）

• SNP芯片

• NGS开发SNP、small Indel、CNV、SV标记

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纵深研究--基因克隆示例

材料----381份粳稻品种（热带和温带品种）

1、关于水稻谷粒大小的性状，GWAS定位到7号染色体，SNP峰值所在地方注释到11个基因；

2、对11个基因分别在稻穗、叶片和根系中做RT-PCR，只有第9个基因OsSPL13在稻穗中表达有差异；

3、OsSPL13基因蛋白表达的进一步验证；

4、分析OsSPL13基因在水稻大粒和小粒之间的序列差异，包括SNP位点和小的indel；

5、通过转基因找到影响OsSPL13基因表达相关的相关区域（5’UTR中的一个串联重复序列）；

6、通过RNA干扰的方法将大粒品种GP579和小粒品种Dongjing中OsSPL13的表达量下调后会使水稻籽粒的长度和粒重都显著降低；

7、筛选到1个Dongjing来源的glw7突变体，粒长和粒重比野生型均明显降低；

8、通过chip-seq进行OsSPL13调节下游基因的验证（结果未示）SRS5和DEP1。