GBS (Genotyping-by-sequencing) vùng mục tiên mang gen và cải tiến phân tich GWAS hệ gen cây khoai tây tứ bội thể

 GBS (Genotyping-by-sequencing) vùng mục tiên mang gen và cải tiến phân tich GWAS hệ gen cây khoai tây tứ bội thể

Nguồn: Sanjeev Kumar Sharma, Karen McLean, Peter E. Hedley, Finlay Dale, Steve Daniels & Glenn J. Bryan. 2024. Genotyping-by-sequencing targets genic regions and improves resolution of genome-wide association studies in autotetraploid potato. Theoretical and Applied Genetics; July 9 2024; vol.137; article 180

 

Đánh giá kiểu gen de novo trong hệ gen cây khoai tây thông qua phương pháp  “methylation-sensitive GBS” giúp người ta tìm ra các chỉ thị  SNPs để xác định vùng mang gen đích và vùng có liên quan đến gen đích, hiển thị được hiệu quả nâng cao trong ước tính “LD decay rates” (mức độ phân hủy liên kết không cân bằng), kiến trúc quần thể, tìm thất được tính chất “GWAS associations” đối với bộ chỉ thị phân tử SNPs đa hình làm nền. Kết quả nghiên cứu còn ghi nhận kiến trúc di truyền bao gồm kết hợp tính trạng với chuỗi trình tự rất lớn được đánh dấu nhờ chỉ thị phân tử đối với 16 tính trạng quan trọng của khoai tây, các tính trạng này có khả năng lớn trong nghiên cứu di truyền khoai tây.

 

Nghiên cứu này triển khai các tiến bộ gần đây nhất về phương pháp đa bội thể nhằm hoàn thiện phân tích nhiều tính trạng phức tạp của giống khoai tây tứ bội. Nghiên cứu khai thác cơ sở chỉ thị “fixed SNP Infinium array” và nội dung làm giảm mức độ phức tạp hệ gen khoai tây ‘linh hoạt và cởi mở hơn’ trên cơ sở tiếp cận đánh giá kiểu gen bằng trình tự gen GBS (genotyping-by-sequencing) để hoàn thiện được phân tích GWAS đối với nhiều tính trạng quan trọng chính của cây khoai tây, bao gồm đánh giá kiến trúc quần thể và giá trị LD (linkage disequilibrium) trong quần thể được nghiên cứu. GBS SNPs tìm thấy ở đây được giới hạn rất lớn (~ 90%) đối với vùng có gen đích hoặc vùng có liên quan đến gen đích của genome khoai tây, minh chứng được  khả năng sử dụng hệ men phân cắt hạn chế PstI tại gốc nhạy cảm với methyl hóa (methylation-sensitive restriction enzyme) nhằm tạo ra thư viện DNA cần thiết. So sánh với phương pháp “Infinium array SNPs”, thì phương pháp “GBS SNPs” làm tăng sự hiệu quả trong dự đoán giá trị “LD decay” và phân biệt được các subgroups của quần thể nghiên cứu. GWAS được sử dụng có 30.363 chỉ thị SNPs xác định được 189 tổ hợp độc đáo QTL marker–trait associations (QTL-MTAs) bao phủ trên tất cả tính trạng nghiên cứu. Phần lớn QTL-MTAs có từ GBS SNPs làm rõ hơn hiệu quả của cơ sở đánh giá kiểu gen de novo với marker dầy đặc trong nội dung khắc phục sai lệch nào đó xảy ra và cung cấp sự hiệu đính chính xác hơn rất nhiều lần đối với nhiều mức độ khác nhau của mối liên quan trong những mô hình toán của GWAS. QTL đích được dự đoán nhờ GWAS  đối với các tính trạng quan trọng trước đây cũng như tại các địa điểm trong hệ gen mới được tìm thấy. Bởi nghiên cứu hiện nay khai thác “genome-wide genotyping” và tìm ra được “de novo SNP” đồng thời trên tập đoàn giống khoai tây tứ bội biểu hiện một đa dạng di truyền lớn hơn của giống khoai tây đanh canh tác, Các MTAs co chuỗi trình tự được đánh dấu hầu như có khả năng di chuyển cao hơn trong ngân hàng gen cây khoai tây, làm tăng khả năng sử dụng phục vụ chiến lược cải tiến giống “genomics-assisted breeding” đối với những tính trạng có mức độ phức tạp lớn.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-024-04651-8