2018-06-08
MutMap方法作為一種特殊的BSA方法，其主要思路是：用化學誘變劑EMS處理得到突變體，然后用突變體植株與野生型親本雜交得到F2代，從F2代中挑選突變表型的個體進行混池測序。定位的方法是將測序得到的reads比對到親本基因組上，計算SNP-index。突變體子代是所研究性狀突變位點的純合個體，因此SNP-index = 1。而其他與性狀無關的SNP位點，SNP-index ≈ 0.5。而與突變位點鄰近的SNP位點，由于連鎖效應，SNP-index也會增加，即＞0.5 ，從SNP-index圖上看則會呈現一個峰，性狀相關候選基因就位于該區域內。
對于上述mutmap方法基因定位過程，常見路線是對野生型親本和突變F2子代混池進行測序。實際項目中，某些情況下，我們會推薦測野生型子代混池。那么對于野生型F2子代混池是否有必要測序，加測野生型子代對定位結果影響如何呢？下面我們分別從理論上和實際的項目結果來說明這個問題：
首先，對于EMS誘變的植株，SNP包含兩類，普通SNP和誘變產生的SNP，以玉米（基因組2G）為例，兩類突變的頻率和數量分別為：
* 普通SNP： 突變頻率 1x10-3 數量2M SNP
EMS誘變： 突變頻率 5x10-6 數量 10k SNP
可以看出，普通SNP比EMS誘變產生的SNP數目要多得多，即使普通SNP有1%的假陽性或假陰性，也會有20k的SNP，數目也是EMS誘變SNP數的兩倍。因此，對于mutmap類項目，這些普通的SNP作為與性狀無關的背景噪音，對定位結果的影響會更大，我們期望的信號位點可能會被背景噪音所淹沒。
那么，我們如何降低背景噪音的影響呢？除了通過我們常規的過濾手段，保證獲得的SNP的準確性和可靠性之外，可以加測與突變體遺傳背景相同的野生型子代混池的手段。
下面我們通過實例對于是否測野生子代池的結果做一個比較。
研究物種：某植物
測序平臺：Illumina HiSeq
測序策略：野生親本20x ; 突變子代混池30x ; 野生型子代混池 50x
混池樣本數：100株
（A圖為突變子代混池SNPindex，B圖為野生型子代混池SNPindex，D圖為Delta-SNPindex）
我們以1號和2號染色體為例，若只測野生型親本和突變子代混池，則我們只得到突變子代池的SNPindex圖，即圖A，從圖中我們可以看出有多個峰，均會作為候選區域做后續分析。
若加測野生型子代池，則會得到野生型子代池的SNPindex，即B圖，兩者相減，可以得到Delta-SNPindex，即D圖。從結果可以看到，多個噪音峰值被消除，最終位于2號染色體頭部的候選區域會被篩選出來。
所以，對于mutmap項目，從分析角度講，只測野生親本和子代突變混池是可以的，但會包含假陽性結果，具體影響程度與不同物種及測序情況有關。若加測野生型子代混池會改善定位結果。對于基因組比較大、比較復雜的物種，推薦大家加測野生型突變混池。
