Məlumat

Haplotip bloklarının əhəmiyyəti

Haplotip bloklarının əhəmiyyəti


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mən haplotip bloklarına baxdım Google Alim, və geri qaytarılan nəticələr göstərir ki, demək olar ki, bütün müvafiq məqalələr 2001-2009-cu illər arasında dərc olunub, 2010-cu ildən bəri demək olar ki, heç nə yoxdur.

Niyə son on ildə haplotip bloklarına maraq azalıb? Konsepsiya gözdən salınıb?


On il ərzində haplotip bloklarına maraq azalıb?

Yox.

a təyin edə bilərsiniz vaxt diapazonu haqqında Google Alim, ekran görüntüsünün görüldüyü edilməmişdir. Mən bunu etdim və:

  • 'haplotip bloku' üçün axtarış 2000-2009-cu illər 22.000 baxış verir.

  • 'haplotip bloku' üçün axtarış 2000-2009-cu illər 25.700 baxış verir.

(Müddət haploblok indi tez-tez abreviatura kimi istifadə olunur, lakin belə çıxır ki haplotip bloku hələ daha tez-tez olur.)

Beləliklə, mən belə nəticəyə gəlməliyəm ki, afişanın qəbul etdiyi yanaşmada səhv bir şey var idi. Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, Google Books ngram analizi haplotip bloku ilk istifadəni 2000-ci ildə göstərir, 2007-ci ildəki zirvə təqribən azalır. 2019-cu ildə maksimumun 30%-i. Bu, sadəcə olaraq, jurnallarda dərc olunma nisbətinin daha sabit olmasına baxmayaraq, azalmış yeni mövzuda kitablar dərc etməyə tələskənliyi əks etdirə bilər.

Haplotip blokları nədir, niyə maraqlıdırlar və haplotiplərdən nə ilə fərqlənirlər?

Bu, son (2020) sayında maraqlı bir məqalə ilə təsvir edilmişdir Təbiət Bu günəbaxanların müxtəlif ekoloji nişlərə uyğunlaşması məsələsini həll edən böyük konsorsiumun işindən irəli gəlir. Bu, sözdə təkamülü ehtiva edir ekotiplər, çiçəkləmə vaxtı və qum təpələrində böyümək qabiliyyəti kimi xüsusiyyətləri ilə fərqlənir.

Problem ondadır ki, bu uyğunlaşmalar çoxlu müxtəlif genləri (və deməli, allelləri) əhatə edir, yəni Vikipediyadakı tərifə əsasən, müxtəlif haplotipləri ehtiva edir:

A haplotip (haploid genotip) orqanizmdə tək valideyndən birlikdə miras qalan allellər qrupudur.

Bununla belə, bu müxtəlif günəbaxan ekotipləri digərlərindən fiziki olaraq ayrılmır, buna görə də onların arasında hibridləşmənin baş verməsi, haplotip və uyğunlaşmanın itirilməsi ilə nəticələnir. Məktubda qeyd edildiyi kimi, bu problem əslində bir reformasiyadır müasirləri tərəfindən Darvinin nəzəriyyələrinə qarşı tənqidlər:

Romanes, G. J. “Fizioloji seçim; növlərin mənşəyi ilə bağlı əlavə təklif.” Zool. J. Linn. Soc. 19, 337-411 (1886).

(baxmayaraq ki, orijinalı oxumadığımı etiraf etməliyəm.)

Bunun baş verməməsi, haplotipi təşkil edən allellərin rekombinasiya etməyən bloklarda - haplotip bloklarında mövcud olmasıdır.

A haplotip bloku orqanizmin genomunun genetik rekombinasiya tarixinə dair az dəlillərin olduğu və yalnız az sayda fərqli haplotipləri ehtiva edən bölgəsidir.

Bu cür blokların rekombinasiyasına nə mane olur? Göründüyü kimi, ən çox yayılmış izahat haplotip bloklarını ehtiva edən bölgələrin yenidən qurulmasının baş verməsi və rekombinasiyanın qarşısını almasıdır. Anlamaq üçün ən asan yenidən təşkillərdən biri sadə inversiyadır, iki böyük blok 5-ci xromosomda tapıldı.

Məqalədəki tədqiqatlar göstərilən ekotiplərdə iştirak etdiyi sübut edilmiş və daha əvvəl bu proseslərdə iştirak edən genləri ehtiva edən iki haplotip bloku ilə başlamışdır. ÇİÇƏKLƏNƏN LOCUS TİSTİYƏ DÖZÜLMƏYƏN 1. Genom miqyaslı assosiasiya tədqiqatları ilə onlar əlaqə balanssızlığı əsasında cəmi 37 haplotip blokunu müəyyən etdilər. Fərqli günəbaxan növlərindəki bu bloklardan bəzilərinin diaqramı oxucunun iştahını nəmləndirə bilər:

Beləliklə, posterin xüsusi sorğusuna cavab olaraq: Haplotip blokları konsepsiyası çox canlıdır!


Tropik heyvanların davranış ekologiyası

Maria C. De Mársico,. Juan C. Reboreda, Davranışın Tədqiqində İrəliləyişlər, 2010

C Fərdi Səviyyədə Parlaq və Qışqıran Cowbirds tərəfindən Host İstifadəsi

Ev sahibləri arasında haplotip tezliyinin paylanması hər iki inək quşu növündə qeyri-təsadüfi yumurtlama aşkar etdi. Parıldayan inək quşlarında biz ev quşları və digər üç ev sahibi (qızıl yaxalı sərçələr, qəhvəyi-sarı bataqlıq quşları və təbaşir qaşlı istehzalı quşlar) arasında haplotiplərin paylanmasında fərqlər tapdıq. ΦST dəyərlər = 0,20–0,23, P < 0,001). Eynilə, qışqıran inək quşunda baywings və chopi qaratoyuqları arasında haplotiplərin paylanmasında fərqlər tapdıq (ΦST = 0.05, P = 0,04). Təsadüfi yerləşdirmə ssenarisində, ev sahibləri arasında bərabər paylanmış haplotipləri tapacağımızı gözləyərdik. Eynilə, əgər qadınlar fərdi səviyyədə ev sahibi mütəxəssisdirsə, lakin anaları ilə ev sahibi istifadəsini bölüşmürlərsə, haplotip paylanması təsadüfi olaraq paylanmalıdır. Bu, qadınların haplotipi anaları ilə paylaşması, lakin fərqli bir ev sahibi istifadə etməsi nəticəsində yaranacaq. Beləliklə, eyni haplotip bütün hostlarda təmsil olunacaq. Bu, bütün qadınlarda baş versəydi, haplotiplər bütün ev sahiblərində eyni dərəcədə tapılardı. Şəkil 6, tədqiqat sahəsinin digər ev sahibi ilə müqayisədə parlaq və qışqıran inək quşlarının bir növünün haplotip tezliklərini göstərir. Təsadüfi ev sahibi istifadəsi bütün haplotiplər üçün 50%-ə yaxın tezliklər verir, təsadüfi olmayan ev sahibi istifadəsi isə yalnız bəzi haplotipləri göstərir (yaxud bir hostda (100%) və ya digərində (0%) tapılır).

Şəkil 6. Bir parlaq inək quşu (açıq simvollar) və bir qışqıran inək quşu (qapalı simvollar) ev sahibi üçün haplotip (H1–H12) tezliyi tədqiqat sahəsinin digər sahibi ilə müqayisədə. Parıldayan inək quşu: ev çalğısı (təbaşir-qaşlı istehzalı quşa qarşı) qışqıran inək quşu: chopi qara quş (baywingə qarşı). Mahler və başqalarından götürülmüş məlumatlar. (2007, 2009) , haplotiplərin nömrələnməsi ixtiyaridir.


Beynəlxalq HapMap Layihəsi

Bütün insan genomunun aydınlaşdırılması insan genomunun haplotip xəritəsini hazırlamaq üçün indiki səylərimizi mümkün etdi. Haplotip xəritəsi və ya "HapMap" tədqiqatçılara sağlamlıq və xəstəliklərə təsir edən genləri və genetik variasiyaları tapmağa imkan verən bir vasitədir.

İstənilən iki insanın DNT ardıcıllığı 99,5 faiz eynidir. Bununla belə, dəyişikliklər fərdin xəstəlik riskinə böyük təsir göstərə bilər. Fərdlərin bir DNT bazasında fərqləndiyi DNT ardıcıllığında yerlər tək nukleotid polimorfizmləri (SNP) adlanır. Eyni xromosomdakı yaxınlıqdakı SNP dəstləri bloklarda miras alınır. Blokdakı SNP-lərin bu nümunəsi haplotipdir. Bloklarda çoxlu sayda SNP ola bilər, lakin bir neçə SNP blokdakı haplotipləri unikal şəkildə müəyyən etmək üçün kifayətdir. HapMap bu haplotip bloklarının xəritəsidir və haplotipləri müəyyən edən xüsusi SNP-lərə tag SNP-lər deyilir.

HapMap, bütün genomu bir fenotiplə əlaqələndirmək üçün araşdırmaq üçün tələb olunan SNP-lərin sayını mövcud 10 milyon SNP-dən təxminən 500.000 etiket SNP-yə qədər azaltmaqla dəyərlidir. Bu, xəstəliklərə təsir edən genləri olan bölgələri tapmaq üçün genom tarama yanaşmalarını daha səmərəli və əhatəli edir, çünki lazım olandan daha çox SNP yazmağa səy sərf edilmir və genomun bütün bölgələri daxil edilə bilər.

Xəstəliklə genetik assosiasiyaların öyrənilməsində istifadə etməklə yanaşı, HapMap ətraf mühit amillərinə, infeksiyaya qarşı həssaslığa, dərman və peyvəndlərin effektivliyinə və onlara əks reaksiyalara cavab olaraq variasiyaya səbəb olan genetik amilləri öyrənmək üçün güclü mənbədir. Bütün bu cür tədqiqatlar xəstəliyə və ya dərman, peyvənd, patogen və ya ətraf mühit faktoruna xüsusi reaksiyası olan bir qrup insanda, xəstəliyi olmayan oxşar insanlardan ibarət qrupa nisbətən daha yüksək tezliklərin olması gözləntisinə əsaslanır. və ya cavab. Tədqiqatçılar yalnız SNP etiketindən istifadə edərək, xəstəliyi və ya reaksiyası olan və olmayan iki qrup insanda fərqli haplotip paylanmasına malik olan xromosom bölgələrini tapa bilirlər. Daha sonra bölgədəki hansı genlərin xəstəliyə və ya reaksiyaya töhfə verdiyini tapmaq üçün hər bir bölgə daha ətraflı şəkildə öyrənilir və daha təsirli müdaxilələrə səbəb olur. Bu, həmçinin dərman maddələr mübadiləsinə təsir edən genlər üçün xüsusi genotipləri olan şəxslərdə hansı dərmanların və ya vaksinlərin ən təsirli olacağını proqnozlaşdırmaq üçün testlərin hazırlanmasına imkan verir.

Beynəlxalq HapMap Məlumatı, Layihə Tədbirləri və Hesabatlar

HapMap Məlumatı
    [hapmap.ncbi.nlm.nih.gov]
    Kanada, Çin, Yaponiya, Nigeriya, Böyük Britaniya və ABŞ-dan olan elm adamları və maliyyə agentliklərinin HapMap Layihəsi tərəfdaşlığı üçün veb sayt
    [hapmap.ncbi.nlm.nih.gov]

  • HapMap Layihəsinin Xəbər buraxılışı: Beynəlxalq Konsorsium 29 oktyabr 2002-ci il Genetik Variasiya Xəritəçəkmə Layihəsinə start verdi.
Hadisələr

    27 oktyabr 2005-ci il dərsliyi üçün internet yayımı: HapMap məlumatlarından necə istifadə etməli.
      [hapmap.ncbi.nlm.nih.gov]
      HapMap-ın effektiv istifadəsi üzrə iki saatlıq dərslik üçün dəstək materialları. HapMap-a giriş, assosiasiya tədqiqatları üçün HapMap-dan istifadə, SNP seçimi etiketi, əvvəlcədən seçilmiş SNP-lərlə çiplərdən istifadə edərək təhlillərin təkmilləşdirilməsi və HapMap veb səhifələrinə bələdçi daxildir.
    Görüş Hesabatları

    Beynəlxalq HapMap Layihə Sənədləri

    Beynəlxalq HapMap Konsorsiumu. 3,1 milyon SNP-dən ibarət ikinci nəsil insan haplotip xəritəsi. Təbiət, 449:851-862. 2007. [Tam mətn]

    Beynəlxalq HapMap Kontorsiumu. Əlavə məlumat: 3,1 milyon SNP-dən ibarət ikinci nəsil insan haplotip xəritəsi. Təbiət, 449:1-38. 2007. [Tam mətn]

    İnsan populyasiyalarında müsbət seleksiyanın genom miqyasında aşkarlanması və səciyyələndirilməsi. Təbiət, 449:913-919. 2007. [Tam mətn]

    Beynəlxalq HapMap Konsorsiumu. İnsan genomunun haplotip xəritəsi. Təbiət, 437: 1229-1320. 2005. [Tam Mətn]

    Beynəlxalq HapMap Konsorsiumu. Beynəlxalq HapMap Layihəsi. Təbiət, 426: 789-796. 2003. [Tam mətn]

    Beynəlxalq HapMap Konsorsiumu. Beynəlxalq HapMap Layihəsində etika və elmin inteqrasiyası. Təbiət Genetikası, 5: 467-475. 2004. [Tam Mətn]

    Thorisson, G.A., Smith A.V., Krishnan L. və Stein, L.D. Beynəlxalq HapMap Layihəsi Veb saytı. Genom Tədqiqatı, 15:1592-1593. 2005. [PubMed] [Genom Tədqiqatı]

    Beynəlxalq HapMap Layihəsi ilə əlaqədar sənədlər

    Clark, A.G., Hubisz, M.J., Bustamante CD, Williamson, S.H. və Nielsen, R. İnsan genomu miqyasında polimorfizmin tədqiqatlarında təsbit tərəfi. Genom Tədqiqatı, 15:1496-1502. 2005. [PubMed]

    Goldstein, D.B. və Cavalleri, G.L. Genomics: İnsan müxtəlifliyini anlamaq. Təbiət, 437:1241-1242. 2005. [Tam mətn] [nature.com]

    Hinds, D.A., Stuve, L.L., Nilsen, G.B., Halperin, E., Eskin, E., Ballinger, D.G., Frazer, K.A. və Cox, D.R. Üç insan populyasiyasında ümumi DNT variasiyasının bütün genom nümunələri. Elm, 307:1072-1079. 2005. [PubMed]

    Myers, S., Bottolo, L., Freeman, C., McVean, G. və Donnelly, P. İnsan genomunda rekombinasiya dərəcələri və qaynar nöqtələrin incə miqyaslı xəritəsi. Elm, 310:321-324. 2005. [PubMed]


    Əsas təriflər

    Geniş genom seçim tədqiqatlarına tipik giriş haplotiplə həll edilmiş genomlar toplusudur və ya haplotiplər qısaca. Aydındır ki, verilmiş haplotiplər dəsti üçün yalnız genomlarda variasiya olan yerlər maraq doğurur. Buna görə də, formal olaraq, biz öz metodlarımıza giriş hesab edirik a k × nhaplotip matrisi harada hər biri k cərgələr bir haplotipə və hər birinə uyğun gəlir n sütunlar bir dəyişən genetik sahəyə uyğundur.

    Əksər üsullar yalnız əcdad və törəmə alleli arasında fərq qoyur, əksər saytların biallelik olduğunu əks etdirir. Buna görə də haplotip matrisindəki qeydlər çox vaxt ikili hesab olunur, burada əcdad alleli 0, törəmə allel isə 1 ilə kodlanır. Bununla belə, bu yazıda nəzərdən keçirilən hesablama problemi və onun həlli yolları bu məhdudiyyətdən asılı deyil və əvəzində tətbiq edilə bilər. sabit ölçülü əlifba üzərindən istənilən növ ardıcıllığa (Sigma) .

    Maksimal mükəmməl haplotip bloku anlayışı [8]-də müəyyən edildiyi kimi, aşağıdakı kimidir, burada s[i, j] sətrin alt sətirini bildirir s mövqedən i mövqe tutmaq j və (S|_K) sıralı çoxluğun elementlərini bildirir S indeks dəsti ilə məhdudlaşır K:

    Tərif 1

    verilmiş k eyni uzunluqlu ardıcıllıqlar (S = (s_1,ldots ,s_k)) n (haplotip matrisinin cərgələrini təmsil edir), a maksimal mükəmməl haplotip bloku üçlüdür (K, i, j) ilə (K subseteq <1,ldots ,k>) , (vert K vert ge 2) və (1 le i le j le n) ilə

    (s[i,j] = t[i,j]) hamısı üçün (s,t S|_K-də) (bərabərlik),

    (i = 1) və ya (s[i-1] e t[i-1]) bəzi (s,t in S|_K) üçün (soldan maksimallıq),

    (j = n) və ya (s[j+1] e t[j+1]) bəzi (s,t in S|_K) üçün (sağ-maksimumluq), və

    (deyil K' subsetek <1,ldots ,k>) (K alt çoxluq K') ilə (s[i,j] = t[i,j] ) hamısı üçün (s,t in S|_)) (sətir-maksimumluq).

    1-ci tərif Şəkil 1-də təsvir edilmişdir.

    Tərifin təsviri 1. Üç maksimal mükəmməl haplotip bloku olan ikili (3 dəfə 8) haplotip matrisi ((<1,3>,1,4)) , ((<2,3) >,4,7)) və ((<1,2,3>,6,7)) vurğulanıb. (Nümunədə göstərilməyən əlavə maksimal mükəmməl haplotip blokları var.)

    Cunha et al. [8] maksimal mükəmməl haplotip bloklarının sayının olduğu göstərilmişdir O(kn), orada təqdim olunan alqoritm bütün blokları tapmaq üçün (O(kn^2)) vaxt tələb edir. Bu, mövqedən başlayan giriş ardıcıllığının şəkilçilərinin (T_p) üçlüyündə budaqlanan təpələrin müşahidəsinə əsaslanır. səh sağ-maksimal və cərgə-maksimal bloklara uyğundur, sol-maksimallıq isə (T_p) və (T_) müqayisə edilərək yoxlanıla bilər.) . Növbəti iki hissədə bu iş vaxtının necə yaxşılaşdırıla biləcəyini göstərəcəyik.


    Müzakirə

    Genetik quruluş və haplotip xarakteristikası

    Bu işdə model əsaslı klaster analizinin nəticələri dörd subpopulyasiyanı fərqləndirdi, halbuki əvvəllər [32] eyni 102 sort və aqronomik maraq genləri və neytral markerlər (SSR və ISBP) ilə əlaqəli az sayda markerdən istifadə edərək, üç alt populyasiya aşkar etdi. Buna baxmayaraq və gözlənildiyi kimi burada müəyyən edilmiş dörd nəfərlə üst-üstə düşən subpopulyasiyalar. Ümumiyyətlə, tədqiqatımızdakı 1 və 2-ci subpopulyasiyalar, müvafiq olaraq, Avropa mənşəli və ənənəvi germplazmanın təqdimatları daxil olmaqla, əvvəlki işin 1 və 3-cü alt populyasiyaları ilə üst-üstə düşdü. Tədqiqatımızdakı 3 və 4-cü subpopulyasiyalar əvvəlki işin 2-ci subpopulyasiyasına, o cümlədən əksər hallarda CIMMYT mənşəli nəsillərə malik germplazmalara uyğun gəlirdi. 3 və 4-cü subpopulyasiyalar arasındakı fərqlər 1BL/1RS buğda-çovdar translokasiyasının mövcudluğu ilə bağlı ola bilər, çünki 3-cü subpopulyasiyada 24/26 sort bunu daşıyır, halbuki heç bir sort subpopulyasiya 4-də oxşar vəziyyətdə deyil (məlumatlar göstərilmir). Bu translokasiya bir neçə patogen və həşəratlara qarşı müqavimət əldə etmək, uyğunlaşmanı genişləndirmək və məhsuldarlığı artırmaq üçün heyvandarlıqda geniş istifadə edilmişdir [34]. Argentina da istisna deyil, 1BL/1RS daşıyan müasir sortların göstərdiyi kimi: 2009-2010-cu illər arasında buraxılmış Klein Gladiador, Klein Nutria, Klein Yarará, LE 2333, LE 2341 və ACA 906 translokasiyanın biotik və abiotiklərə ardıcıl töhfəsini təsdiqləyir. stress tolerantlığı. Bu üstünlüklərə baxmayaraq, 1BL/1RS-in istifadəsinə xüsusi diqqət yetirilməlidir, çünki onlar genetik fondan asılı olaraq fərqli olsalar da, glutenin gücünə və çörəyin keyfiyyətinə mənfi təsir göstərir [35].

    Buğda əhliləşdirildikdən sonra intensiv süni və təbii seçimə məruz qalmış, nəticədə elit germplazmada müşahidə edildiyi kimi böyük HB-lər yaranmışdır [18, 36]. Bu məsələni işimizdə yuxarıda qeyd olunan 1BL/1RS buğda-çovdar translokasiyasının mövcudluğu ilə müşahidə etmək olar (şək. 1b). İstənilən halda, Şəkil 1a-da gördüyümüz kimi, HB-nin xromosomdakı mövqeyini də nəzərə almalıyıq, burada hər bir xromosomun sentromerik və perisentromerik bölgələrində böyük haplotiplər (> 30 Mb) əmələ gəlir. Əvvəllər [37] işində bildirildiyi kimi, bu bölgələr regionda maraqların allelik variantlarını təqdim edərkən və HB-lərin ölçüsünü azaltdıqda problem ola bilər.

    GWAS təhlili

    Gələcək potensial əlaqəli xüsusiyyətlər:

    Buğdada məhsuldarlığın artırılması üçün perspektivli xüsusiyyət kimi meyvəvermə səmərəliliyi təklif edilmişdir [12, 13, 28, 38, 39]. FEh-ə müsbət təsir göstərən və yalnız iki mənfi təsir göstərən 15 əhəmiyyətli haplotip/marker aşkar etdik (Cədvəl 5). FEh üçün ən güclü genetik assosiasiyalar Cənubi Azul və Balkarce bölgələrində, daha aşağı birləşmələr isə Markos Juarezdə aşkar edilmişdir. Bu nəticələr FEh-nin tədqiqatımızdakı Cənub yerlərində olduğu kimi məhsul potensialının yüksək olduğu bölgələrdə məhsuldarlığı artırmaq üçün bir yol təmin edə biləcəyini nəzərdə tutur.

    Əvvəlki tədqiqatda FEh və taxıl sayı arasında müsbət korrelyasiya aşkar edilmişdir [13, 39]. Burada biz 2A xromosomunda həm FEh, həm də GNS əlamətlərini müsbət şəkildə dəyişdirən Chr2A-B49-Hap2 (704.8-705.8Mb) haplotipini aşkar etdik (Cədvəl 5). Daha bir araşdırmada [40] FE və 2A xromosomunda 676.24 Mb-də yerləşən hər spikelet üçün taxıl (RFL_Contig3780_64) ilə əlaqəli bir SNP aşkar etdi. Onlar aşkar edilmiş dəyişkənliyi izah etmək üçün namizəd kimi CONSTANS 4 (CO4) və TaVrs1 genlərini təklif etdilər. Bununla belə, IWGSC Ref Seq əsasında. V1.0, CO4 594,58 Mb (RFL_Contig3780_64-ə proksimal 81,66 Mb) səviyyəsində yerləşir. Bizim haplotipimiz Chr2A-B49-Hap2 RFL_Contig3780_64-dən 28,56 Mb uzaqlıqda yerləşir. Chr2A-B49-Hap2 və CO4 arasındakı fiziki məsafə 110,22 Mb olaraq qiymətləndirilir və əlaqə balanssızlığının (LD) 0,1-ə qədər parçalanması üçün kritik dəyər nəzərə alınmaqla, buğda genomu üçün orta hesabla 50 Mb kimi qiymətləndirilir. 41], Chr2A-B49-Hap2-də aşkar edilmiş FEh QTL üçün namizəd kimi CO4-ü atacaq. Digər tərəfdən, gen TaVrs1, həmçinin deyilir GNI-A1, bu yaxınlarda klonlanmış və [42] ilə xarakterizə edilmişdir GNI-A1 gen IWGSC Ref Seq-də yığılmayıb. V1.0 2A xromosomu və onun yeri Chr2A-B49-Hap2 haplotipi ilə müqayisə edilə bilməz.

    Bunun əksinə olaraq, FEh və TGW arasında mənfi əlaqə də təsvir edilmişdir [28, 39]. Cari işdə biz FEh dəyərlərini artıran, lakin TGW-ni cəzalandıran Chr6A-B24-Hap2 (205.1-233.3Mb) haplotipini aşkar etdik.

    FEh və PH arasındakı əlaqə haqqında az şey məlumdur. Biz 5A, Chr5A-B33-Hap4 (445.2 Mb) xromosomunda hər iki əlamətlə birləşən, lakin əks istiqamətdə olan haplotip aşkar etdik.

    Məhsuldarlıq potensialının müəyyən edilməsində digər müvafiq xüsusiyyət taxıl çəkisidir. Müsbət təsiri olan altı əhəmiyyətli haplotip/marker və TGW-yə mənfi təsir göstərən beşi aşkar etdik (Cədvəl 5). Bu siyahıya TGW ilə əlaqəli 6A xromosomunda dörd haplotip daxildir, onlardan biri Chr6A-B24-Hap2 (205.1-233.3Mb). TGW ilə mənfi əlaqəli və FEh ilə müsbət əlaqəli olan bu haplotip genin 4,5 Mb proksimalında yerləşirdi. TaGW2-A1, 6A xromosomunda 237.75Mb-də yerləşir və taxıl çəkisi ilə əlaqəli olduğu göstərilmişdir [43]. Bu gen üçün funksional olmayan mutantlar buğda dənələrinin çəkisini və ölçüsünü artırır [44]. Paylaşılan funksiya və fiziki məkan çevriləcək TaGW2-A1 Chr6A-B24-Hap2 üçün perspektivli namizəd geninə çevrildi. Digər tərəfdən, gen TaGS5-3A 3A xromosomunda 176,55 Mb-də yerləşmiş olması da daha böyük taxıl ölçüsü və daha yüksək min taxıl çəkisi ilə əlaqələndirilmişdir [45]. 3A xromosomunda TGW ilə əlaqəli bir haplotip və bir SNP tapdıq (Cədvəl 5), lakin onlar çox uzaqda yerləşirdilər. TaGS5-3A (müvafiq olaraq 123 və 510Mb) gen namizədi kimi qəbul edilməlidir. FEh üçün müşahidə edilənə əks istiqamətdə, TGW üçün ən güclü genetik assosiasiyalar Şimali məkanda Marcos Juárezdə aşkar edildi və bu, TGW-ni bu enliklər üçün məhsuldarlığı artırmaq üçün maraqlı bir xüsusiyyət kimi təşviq etdi.

    GNS üçün [46] 2A xromosomunda 691.22Mb-də yerləşən və sünbül başına taxılların sayına əhəmiyyətli dərəcədə təsir edən bölgəni aşkar etmək üçün GWAS-dan istifadə etdi. Biz 704.8-705.8 Mb-də yerləşən, GNS-ə müsbət təsir edən, [46] bölgəsindən yalnız 13 Mb uzaqlıqda yerləşən Chr2A-B49-Hap2 haplotipini aşkar etdik.

    Bitki uyğunlaşması ilə əlaqəli xüsusiyyətlər:

    HD üçün biz tapdıq ki Ppd-D1 gen markeri [47] əlamətlə əlaqəli ən güclüdür, xüsusən də tədqiqatımızda ən aşağı enlikdə yerləşən Marcos Juárez yerində. Bu nəticələr [33] tərəfindən əldə edilənlərlə uyğun gəlir, burada Ppd-D1 Argentina buğda sortlarının həyat dövrünün əsas determinantı gen olduğu aşkar edilmişdir.

    1B xromosomunda HD ilə əlaqəli üç haplotip aşkar etdik. [48] ​​geni təklif etdi TaFT-B3 (581.4Mb) ​​bu ​​xromosomda qısa günlər üçün HD modifikator kimi. Ən yaxın əhəmiyyətli haplotipimiz, Chr1B-B76-Hap2 (Cədvəl 5) ondan 61,7 Mb uzaqda yerləşir. TaFT-B3, 50 Mb kimi təxmin edilən LD tənəzzülü üçün 0,1 kritik dəyərdən bir qədər uzaqdır [41].

    Digər tərəfdən [49] göstərdi ki, PHYTOCLOCK 1 mutantlarının funksiyalarının itirilməsi (WPCL13A xromosomunda 740.1Mb-də yerləşən gen, erkən çiçəkləmə vaxtı ilə əlaqələndirildi. HD ilə əlaqəli 3A xromosomunda dörd haplotip aşkar etdik. Ən yaxın əhəmiyyətli haplotipimiz, Chr3A-B-Hap4 (Cədvəl 5) 39,5 Mb proksimalda yerləşir. WPCL1 WPCL1-i Chr3A-B-Hap4 HD assosiasiyasına namizəd kimi yerləşdirmək.

    Nəhayət, HD üçün genlərlə heç bir əhəmiyyətli əlaqə aşkar edilmədi Vrn-A1 (5A) [50], Vrn-B1 (5B), Vrn-D1 (5D) [51] və Ppd-B1 (2B) [52], bu genlər toplusunun kultivar kolleksiyamızda başlıq vaxtına təsir göstərmədiyini göstərir. Ən çox ehtimal olunan izahat odur ki, kolleksiyanın qiymətləndirildiyi tarla şəraitindən, vernalizasiya tələblərinin ödənilməsi və ya vernalizasiya genləri arasında potensial olaraq yüksək epistatik qarşılıqlı təsirlərin olması, çiçəkləmə müddətinə kiçik təsirlərin aşkar edilməsində çətinliklərə səbəb ola bilər.

    PH vəziyyətində, "yaşıl inqilab" cırtdanlıq genləri üçün əlamət və molekulyar markerlər arasında əhəmiyyətli bir əlaqə tapmadıq. Rht-B1Rht-D1, [53] tərəfindən təsvir edilmişdir. Kolleksiya PH-də geniş variasiya təqdim etsə də, qeyd etmək lazımdır ki, tədqiqatımızda istifadə olunan buğda kolleksiyası əsasən yarı cırtdan elit rüşeymdən ibarətdir və Rht-B1Rht-D1 genlər balanslaşdırılmışdır.

    Aşkar edilmiş 51 əhəmiyyətli assosiasiya içərisində 1B haplotipi Chr1B-B17-Hap4 xromosomu və 6B SNP AX-94943227 (234.8 Mb) xromosomu xüsusilə diqqətəlayiq idi, çünki onlar bütün təhlil edilən illərdə üç yerdə əhəmiyyətli idi. Bildiyimizə görə, bu xromosomlarda təsvir olunan bitki boyu ilə əlaqəli genlər yoxdur ki, bu da bu ardıcıl PH-HB/SNP assosiasiyalarının gələcək gen klonlaşdırma layihələri üçün perspektivli hədəflər olduğunu göstərir.

    PH ilə əlaqəli 5A xromosomunda dörd haplotip aşkar etdik. Xəritəçəkmə işində [54] GA-ya cavab verən yer Rht genlər Rht9Rht12 xromosom qolunda 5AL, burada Rht9 SSR barc151 (558.34 Mb) ilə əlaqəli idi və Rht12 SSR Xgwm291-dən (698,19 Mb) 5,4cM məsafədə yerləşirdi. 516.1-527.9 Mb-da xəritələnmiş Chr5A-B54-Hap3 haplotipimiz ilə əlaqəli ola bilər. Rht9 558.34Mb-də SSR barc151-ə bağlıdır. Ancaq belə bir birləşmə ilə Rht12 Əlavə PH haplotipləri bu PH genindən uzaq olan genetik bölgələrə yerləşdirildiyi üçün tədqiqatımızda atılmalıdır.

    6A xromosomunda biz xüsusilə PH ilə əlaqəli altı haplotip aşkar etdik, haplotip Chr6A-B54-Hap5 (610.0 Mb) Balcarce 2015 istisna olmaqla, üç yerdə və bütün qiymətləndirmə illərində PH ilə əhəmiyyətli dərəcədə əlaqəli idi. Bununla belə, əlaqəli olanların heç biri haplotiplər 6A-da məlum PH genlərindən hər hansı birinə yaxın fiziki mövqelərdə yerləşirdi, yəni Rht25 (144,0-148,3 Mb) [55] və tərəfindən aşkar edilmişdir Rht18/Rht14/Rht24(413.73 Mb) daha əvvəl təsvir edilmişdir [56].

    Qeyd etmək vacibdir ki, kiçik assosiasiya panellərinin həm 1-ci, həm də 2-ci tip səhv nisbətlərini artırdığı, həqiqi assosiasiyaları aşkarlaya bilməməsi, eyni zamanda daha yüksək yalan müsbət assosiasiyaların meydana çıxması göstərilmişdir [57]. Bu işdə biz kiçik assosiasiya panelindən (102 çeşid) istifadə etdik, lakin saxta assosiasiyaları azaltmaq üçün GWAS üçün mühafizəkar yanaşmadan istifadə etdik. Bununla belə, fenotipik dəyərlərin izahı aşağı olan və ya paneldə aşağı tezlikdə olan genomik bölgələri aşkar edə bilmirik. Buğda yetişdirmə proqramlarında istifadə edilməzdən əvvəl müstəqil populyasiyalarda bildirilmiş assosiasiyaları təsdiqləmək tövsiyə olunur.


    Adi buğdada 5DS xromosomunda min nüvə çəkisi ilə əlaqəli haplotip bloku (Triticum aestivum L.)

    Vahid sahəyə düşən sünbüllərin sayı, sünbül başına taxılların sayı və min ləpə çəkisi (TKW) buğda üçün mühüm məhsul komponentləridir (Triticum aestivum L.). TKW üç komponent arasında ən yüksək irsiliyə malikdir. F-də TKW ilə əlaqəli 27 sadə ardıcıl təkrarlama (SSR) yerini təsdiq etdik2:5 dörd mühitdə yetişdirilən damazlıq əhali. A cfd78265bp 5DS xromosomunda marker TKW ilə ən güclü əlaqəni göstərdi və allellə müqayisədə TKW-yə əhəmiyyətli dərəcədə müsbət təsir göstərdi. cfd78259bp, dörd mühitdə orta artımla 5,17, 3,63, 4,11 və 5,16 g. Markerlər cfd67cfd40 cinah cfd78 həmçinin 5.11, 3.29, 4.31 və 4.50 q artımlarla TKW ilə əhəmiyyətli dərəcədə müsbət assosiasiyalar göstərdi. cfd67205, və 4,98, 3,49, 4,06 və 4,84 g cfd40187 ilə müqayisədə cfd67203 və cfd40190 müvafiq olaraq dörd mühitdə. 5DS xromosomunda 2.94 cM-ni əhatə edən TKW üçün əsas kəmiyyət əlamət lokusu assosiasiya xəritələşdirilməsi ilə aşkar edilmişdir. Güclü əlaqə tarazlığı (LD) (r 2 > 0.2) F-də üç haplotip bloku meydana gətirən üç əlaqəli markerlər arasında aşkar edilmişdir.2:5 damazlıq əhali. Orta TKW arasındakı fərqlər HapB-Mən və HapB-II dörd mühitdə müvafiq olaraq 5.80, 4.41, 4.02 və 5.06 g idi. Üstəlik, əhəmiyyətli LD yalnız arasında təsbit edildi cfd78cfd67 və arasında cfd67cfd40 germplazma kolleksiyasında. Bu tədqiqat 5DS xromosomunda TKW ilə əlaqəli genlərin klonlanması üçün əsas verir.


    Giriş

    Aşağı nəsil sekvensiyanın dəyəri və artan ötürmə qabiliyyəti ilə genom boyu assosiasiya tədqiqatı (GWAS) üçün istifadə edilə bilən qoşulmaların sayı artır [1-3]. Belə böyük ardıcıllıq məlumatlarından istifadə edərək, GWAS indi təkcə insanda deyil, həm də bitki və heyvan genetikası və heyvandarlıqda geniş istifadə olunur və mühüm aqronomik əlamətlərlə əlaqəli yeni genləri müəyyən etmişdir [4-6]. Böyük yeni nəsil ardıcıllıq məlumatlarının bir nümunəsi, bu işdə istifadə edilən “3000 düyü genomu layihəsi”dir [7, 8], məlumatı “Rice SNP-Seek Database” [9-11]-də mövcuddur. Bu məlumatlardan istifadə edən GWAS nəticələri artıq bildirilmişdir [12].

    Bu cür ictimai məlumatların təkmilləşdirilməsinə baxmayaraq, ənənəvi GWAS metodu hələ də naməlum namizəd genlərin aşkar edilməsində maneələrlə üzləşir. Ümumi nümunələrdən biri nadir allelləri və ya nadir variantları aşkar etməkdə çətinlik çəkir. Nadir variantlardan yaranan problemlərdən biri odur ki, bir səbəbli nadir variantla güclü əlaqə tarazlığına (LD) malik olan qeyri-səbəbsiz markerlər əsl səbəbli nadir variantdan daha yüksək aşkarlama gücünü göstərir və bu, həqiqi səbəb variantının aşkarlanmasına mane ola bilər. . Bu fenomen "sintetik assosiasiya" kimi tanınır və çox vaxt qeyri-səbəbsiz markerin kiçik allel tezliyi (MAF) əsl nadir variantdan yüksək olduqda baş verir [13]. Bu problem haplotiplər kimi çoxsaylı allellərdən ibarət kompleks gen kompozisiyaları ilə sıx bağlıdır, çünki mühüm aqronomik əlamətlərlə əlaqəli genlər çox vaxt çoxsaylı nadir allellərdən ibarətdir və bu səbəbdən GWAS [14] istifadə edərək haplotipləri aşkar etmək çətindir.

    Bu problemi həll etmək üçün bir neçə üsul təklif edilmişdir. Sequence kernel association test (SKAT) nadir variantları aşkar etmək üçün istifadə edilən üsullardan biridir və əsasən insan genomikasında istifadə edilmişdir [15]. SKAT eyni vaxtda hər bir SNP-də çoxlu SNP-ləri sınaqdan keçirən tək nukleotid polimorfizmi (SNP) dəsti yanaşmasından istifadə edir. SKAT, qarışıq təsir modeli yanaşmasından istifadə edərək, SNP-dəsti ilə izah edilən dəyişkənliyin əhəmiyyətini təsadüfi təsir kimi qiymətləndirir [16, 17]. Orijinal SKAT-ın ölümcül çatışmazlığı odur ki, model ailə qohumluğunun təsirlərini təsadüfi təsir kimi nəzərə almır, bu da dünya kolleksiyasında olduğu kimi güclü əhali strukturu və ya ailə qohumluğu olan materiallarda GWAS üçün yanlış müsbət nəticələrlə nəticələnir. Bu işdə istifadə edilən düyü rüşeyminin. SKAT-ın başqa bir çatışmazlığını aradan qaldırmaq üçün bir neçə üsul da təklif edilmişdir: nadir və ümumi variantlar üçün SKAT-ın çəki sxemi ümumi variantların gücünü itirməsinə səbəb ola bilər, lakin onların modellərində ailə qohumluğunun çaşdırıcı təsirlərinin düzəldilməsi termini də daxil deyil. 18, 19].

    Orijinal SKAT-ın ölümcül çatışmazlıqlarını həll etmək üçün, modellərində yanlış pozitivlərə nəzarət etmək üçün təsadüfi təsirlər kimi ailə qohumluğu terminini ehtiva edən bir neçə üsul daha əvvəl təklif edilmişdir [20-22]. Statistik nöqteyi-nəzərdən bu üsullar adətən xal testini [23] yerinə yetirir ki, bu da hesablama baxımından səmərəli metoddur, çünki o, yalnız null model üçün variasiya komponentinin qiymətləndirilməsini tələb edir. Aşkarlama gücü baxımından, xal testi qarışıq effektlər modelində təsadüfi effektləri yoxlamaq üçün mütləq ən yaxşı üsul deyil [24]. Ehtimal nisbəti (LR) testi [25, 26] maraq SNP-dəstinin dispersiyasını yoxlamaq üçün istifadə edilən başqa bir namizəddir və ailə nümunələrində SNP-dəst GWAS üçün LR testindən istifadə edən bir neçə üsul təklif edilmişdir [24] , 27]. Xüsusilə, Lippert və b. LR testindən istifadə edərək hesablama baxımından səmərəli SNP-set GWAS metodunu tətbiq etdi və LR testinin hesab testindən daha böyük güc göstərdiyini bildirdi [24]. Belə səmərəli üsul olmasına baxmayaraq, Lippert və b. əsasən hər bir SNP-dəstindən Qram matrisini qurmaq üçün xətti ləpədən istifadə edirdilər və buna görə də Qauss nüvəsi və ya eksponensial nüvə kimi digər ləpələr onların metodunda Qram matrisini qurmaq üçün istifadə edilə bilməz.

    Səbəbli haplotiplərin aşkarlama gücünü yaxşılaşdırmağa çalışan haplotipə əsaslanan yanaşmalar, genin gen dəstindəki hər bir SNP kimi deyil, bir gen dəsti kimi fəaliyyət göstərməsi baxımından məna kəsb edir. Bu haplotip əsaslı yanaşmaların tək SNP metodundan daha yaxşı yalan pozitivləri idarə etməsi gözlənilir, çünki haplotip əsaslı metodlar haplotip blokundakı hər SNP-yə deyil, bütün haplotip blokuna diqqət yetirir. Bu üsulların, həmçinin bir SNP-yə fokuslanarkən aşkar edilə bilməyən səbəbli haplotiplərin mürəkkəb mexanizmini, məsələn, bir-birinə yaxın yerləşən iki səbəbli kəmiyyət əlaməti lokusları (QTL) arasındakı itələmə hallarını aşkar edəcəyi gözlənilir. Bununla belə, bu günə qədər haplotip əsaslı GWAS üçün yalnız bir neçə üsul təklif edilmişdir. Bitki genomikasında, Yano və b. sabit təsirlər kimi haplotip qruplarının dummy dəyişənləri ilə əlaqədar olaraq haplotiplərin təsirlərini sınaqdan keçirərək haplotip əsaslı GWAS həyata keçirdi və düyü üçün başlıq tarixi ilə əlaqəli yeni namizəd genləri tapdı [28]. Heyvan genomikasında əcdadların haplotip təsirlərini təsadüfi təsirlər kimi qiymətləndirən digər yanaşmalar təklif edilmişdir [29, 30]. Onların metodlarında təsadüfi təsirlər üçün kovariasiya matrisinin hər bir cüt elementi fərdlər eyni əcdad haplotipinə aid olduqda 1, əks halda isə 0 kimi müəyyən edilmişdir. Bununla belə, bu adi haplotip əsaslı GWAS üsulları haplotip məlumatını apriori tələb edir və bu üsulları genom səviyyəsində tətbiq etmək o qədər də asan deyil.

    Bu araşdırmada biz bəzi məhdud hallar üçün hesablama sürətini təmin etməklə yanaşı, ailə əlaqəsini nəzərə almaq üçün çox nüvəli qarışıq effektlər modelini daha ümumi şəkildə genişləndirdik və RAINBOW (Optimallaşdırma ilə Etibarlı Birlik Nəticəsi) adlı yeni bir SNP-dəstək GWAS yanaşmasını inkişaf etdirdik. Çəkilər). Biz həmçinin genom geniş marker genotip məlumatlarından haplotip bloklarını təxmin etdik və haplotip əsaslı GWAS-ı qabaqcadan haplotip məlumatı olmadan aktivləşdirmək üçün RAINBOW ilə analiz üçün SNP dəstləri kimi istifadə etdik.


    Məlumat və materialların mövcudluğu

    WhatsHap polifaza MIT Lisenziyası [35] altında açıq mənbə kodu kimi mövcuddur. Bu yazıda nəticələrin yaradılması versiyası [36] arxivində saxlanılır. All scripts needed to handle the input data and to reproduce the analyses can be found at https://github.com/eblerjana/whatshap-polyphase-experiments. The input files for the data generation are alignments of the diploid samples and gold standard phasings of these samples, which can be found at ftp://ftp.1000genomes.ebi.ac.uk/vol1/ftp/data_collections/hgsv_sv_discovery/working/ 20180102_pacbio_blasr_reheader/and on https://zenodo.org/record/3999218, respectively. For read simulation, the pipeline uses the file SRR3658380.fastq as example file, which is available at https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/SRX1837675. Solanum tuberosumsequencing data has been made available at the NCBI with accession number PRJNA587397 [37].


    The HapMap Project

    The International HapMap Consortium reported in the 27 October 2005 issue of Təbiət the location of >1 million SNPs in the human genome. These were found by sequencing the DNA of all 22 autosomes, the X and Y chromosomes, and the mitochondrial DNA from 169 people drawn from populations living in Nigeria (90), Utah (90), China (45), and Japan (40). The Nigerian and Utah populations were made up of 30 parent-offspring groups of three.

    They discovered that a particular SNP is usually associated with a number of other SNPs forming a block inherited together &mdash a haplotip.

    Because of this tendency of a particular set of SNPs to remain together, called əlaqə balanssızlığı, one can use one probe for a single SNP (called a "tag SNP") to search for the presence of the complete haplotype.

    • A sample of the subject's DNA is digested with a restriction enzyme.
    • The digest is applied to a DNA chip array with each spot containing an oligodeoxynucleotide (

    • a disease thought to have a genetic component (e.g., schizophrenia)
    • or a bad reaction to a drug
      of criminal suspects
    • establish family relationships
    • hunt for genes that cause &mdash or predispose to &mdash disease.
    • the Y chromosome and in (mtDNA).

    Selective Sweeps

    Extended haplotype homozygosity

    The extended haplotype homozygosity (EHH) statistic was introduced by Sabeti və b. (2002) and is defined as the homozygosity of all haplotypes surrounding a core locus. For a sample of n chromosomes, the set C contains all possible distinct haplotypes at a core locus. For simplicity, we assume the core locus and all adjacent markers are biallelic SNPs, thus C:=<0,1>, where 0 represents the ‘ancestral allele’ and 1 denotes the derived allele. The set C(xi) contains all possible distinct haplotypes extending from the core locus in one direction (upstream or downstream) to the i ci marker. Therefore, C(x1):=<00,01,10,11>, C(x2):=<000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111>, etc. The EHH of a sample of haplotypes extending from the core locus to marker xi is then

    harada nh is the number of observed haplotypes of type h∈C(xi) and by definition ( x 2 ) = 0 for all x<2. EHH(xi) thus measures haplotype homozygosity within an interval ex tending from a core locus and is expected to be high for short intervals and monotonically decay as the interval widens since mutation and recombination events break up haplotypes. If the core locus contains an adaptive variant that is sweeping toward or has recently reached fixation, then we expect very long high-frequency haplotypes extending from the core and we should observe EHH(xi) decay slower than around a neutral locus. In practice, we select a query locus in the genome to test for evidence of a selective sweep and compute EHH at this locus with successively wider genomic intervals. We then compare this to a null distribution of EHH that is computed around a large number of randomly selected, putatively neutral loci, with similar allele frequencies.

    We illustrate this using mssel to simulate genetic data and the program selscan ( Szpiech and Hernandez, 2014 ) to compute EHH curves. We simulate 200 replicates of 50 haploid samples of 3 Mbp in a constant population size (effective population size Ne=10 000) with a recently fixed positively selected allele placed at the center of the region with a selection coefficient of s=0.02 and a dominance coefficient of h=0,5. We also perform 200 replicate neutral simulations of 50 haploid samples in a constant population size (Ne=10 000). Each EHH calculation was centered on the middle of the simulated region and extended out 100 kbp on either side. Figure 5(a) shows the EHH decay curves for both neutral (blue) and non-neutral (red) simulations, demonstrating the slow decay of haplotype homozygosity around a positively selected versus neutral loci.

    Şəkil 5. (a) Extended haplotype homozygosity (EHH) calculated from 50 haploid samples for 200 simulated replicates of a hard sweep (red lines) and 200 simulated replicates of neutrally evolving regions (blue lines), illustrating a slower EHH decay away from the adaptive locus as compared to neutral ones. (b) One example of EHH calculated on ancestral (blue line) and derived (red line) haplotypes separately in the vicinity of a hard sweep.


    Videoya baxın: İmmünoloji Aydınlatıyor 2 - Prof. Selim Badur, Prof. Mayda Gürsel ve Prof. İhsan Gürsel (Oktyabr 2022).