BSA研究方案——如何从容不迫的进行性状定位

（一）BSA基本概念

BSA即集群分离分析法，是Bulked-Segregant Analysis的首字母缩写。具体是利用差异目标性状的两个亲本构建家系，在子代分离群体中选取目标性状个体构建DNA混合池，采用高通量测序技术对混池DNA进行建库测序，开发全基因组范围内的SNP、InDel分子标记，以通过计算SNP、InDel的基因型频率，在基因组范围内检测与目标性状相关联的位点与基因，然后对候选基因进行功能注释，进一步探究控制目标性状的基因及其分子机制。

（二）BSA整体实验+测序分析策略

BSA分析是对分离群体极端个体混池进行深度重测序，定位候选区间。适用于参考基因组中等或者较小的物种。

BSR是将BSA与RNA-seq结合起来的分析方法，是对分离群体极端性状的个体，分别提取两个池的总RNA，进行RNA-seq。由于基因只占基因组的1-3%，BSR更适用于基因组较大的物种，比如麦类物种。

（三）派森诺BSA优势-有六种分析方法适用不同群体方案

BSA诞生至今，其关联算法也逐渐演变和分化。根据不同的遗传群体材料和遗传设计，有针对自然群体的Δ（SNP-index）、有针对EMS诱变材料的MutMap法（Abe et al., 2012）、针对无亲本只有两个极端混池的欧氏距离法（ED）（Hill et al., 2013）、基于一个大的F2群体并依据表型分组（三组以上）的GradedPool-seq（GPS）法（Wang et al., 2019）和较复杂的遗传设计QTG-seq法（Zhang et al., 2019a）等；根据数学算法不同，除了以上算法外，还有G’ value法（Magwene et al., 2011）算法。

（四）派森诺BSA优势-BSA云平台您身边的生信小能手，助力个性化数据挖掘

派森诺BSA云平台已上线，可提供BSA云分析服务，实现数据上传、参数自主调整、多种方法在线交并集、目标区域序列提取、引物设计…众多个性化分析服务，满足您的定位需求。

（五）BSA经典结果展示

【派森诺BSA项目文章】

中文题目：基因CsUFO涉及黄瓜花和卷须的形成

发表期刊：《Theoretical and Applied Genetics》

影响因子：5.4

发表时间：2021年03月

文章链接：DOI:10.1007/s00122-021-03811-4

摘要

本文材料来源为一个编码F-box蛋白的基因突变而引起黄瓜花和卷须产生不寻常变异的突变体，而花和卷须是黄瓜的重要农艺性状，与产量密切相关。

文章研究思路

研究结果‍

R1：突变体表型特征和遗传分析（细致的性状调查是成功的第一步）

uft突变体植雄花在花瓣位置有多余的叶状器官（图1）。典型瓣花通常有五个萼片和五个花冠裂片（图1-A2），而uft突变体花有多达13个生殖器官（萼片和叶状器官）（图1-B2）。此外uft突变体的雌雄蕊不能很好地一起生长（图1-B5、B6），以及雄花的萼片、花瓣和雄蕊原基明显发育不正常（图1-B7）。除了有不正常的花瓣和雌蕊外，uft突变体的雌花还在其果柄上长出叶状器官（图1-B4）。除了花器官，uft突变体也有异常的卷须，其顶端被叶状器官取代（图1-B3）。

图1 野生型(A表示)与突变体（B表示）的表型特征

R2：精细定位（图位克隆+BSA双管齐下）

基于163个F2单株、9对多态性标记，初定位到Chr.1上的20.0cM到30.8cM之间（_{2.3Mb），进一步开发多态标记、增加上图个体进一步定缩小到}124kb,共21个候选基因。

重点：通过30个野生型表型的个体DNA混池和30个uft表型的个体DNA混池，再加WD1亲本的高通量测序，基于MutMap+分析策略在候选区间内获得4个候选SNP位点，进一步分析确定标记SNP6241389。

图2 uft的精细定位结果

R3：候选基因的功能、表达水平和亚细胞定位（充分的验证）

突变导致氨基酸编码提前终止，与正常基因相比在C端少300个氨基酸。通过5个UFO以及另外13个MADS-box蛋白序列构建进化树表明UFO在同一科的不同物种中高度保守。qRT-PCR结果表明野生型顶芽中CsUFO高表达，而uft突变体的顶芽中该基因表达显著下调。

图3候选基因CsUFO的结构、保守性与表达分析。

总 结

本文将传统图位克隆与BSA相结合，利用高通量测序开发全基因组上最丰富的标记类型–SNP，有效弥补传统标记的缺失实现候选区间进一步缩小。

此外本实验的分析根据诱变类型精准锁定SNP突变类型，实现快速准确定位，大大缩短了定位周期，为后续验证实验争取了宝贵时间，丰满文章！

（六）派森诺高分项目文章

总结：BSA是基于群体中挑选极端性状的个体构建混池进行分析的方法，通过研究混池之间等位基因频率的差异，将与性状相关的位点在基因组上进行定位，应用的物种越来越广泛，发表的文章也越来越多，已经是分子遗传育种常规方法之一。赶紧来派森诺云平台试试手，搜索“派森诺基因云”或者点击www.genescloud.cn进入网站进行分析体验吧！当然在体验过程中，有任何的宝贵建议欢迎提交至邮箱 [email protected]，我们会认真对待每一份建议，不断提升，让您每一次都有更好的体验!

参考文献

Yue Chen, Haifan Wen et al. CsUFO is involved in the formation of flowers and tendrils in cucumber [J] .Theor Appl Genet. 2021 Mar 19. DOI:10.1007/s00122-021-03811-4.