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克隆一个QTL到底要多大群体-我的分析

(2007-10-27 00:26:54)
标签:

知识/探索

分类: 科普文章

看了讨论有2点感慨或说明:

 

1)这篇文章最核心的部分在最后一段话,我把它加亮,请大家再读读!

2)理论指导实践!我想大家有必要读或重读我在文章中提到的那篇文章(本周推荐4),文章中最具有现实意义的是,分析了目前41个水稻QTL图位克隆的案例,看看里面成功的得失,就可以体会对么目前工作的指导意义在哪里!

 

这基本上一个难以回答的问题,因为每个特定QTL的情况都不一样,上一篇小高的分析,只是理论情况,前提是染色体的每一个地方的重组频率都是一样的,但事实上,几乎染色体上每个地方的重组频率都是不一样的。在讨论这个问题之前,先明确一个概念:

 

1. 重组率和遗传距离的关系

 

重组率不等于遗传图距,简单的原因是重组率没有考虑到两个标记之间的双交换。

所以通常用2个函数来调整重组率与遗传图距的关系,就是我们Mapmaker经常用到的两个命令:

1)Haldane作图函数:x=-(1/2)ln(1-2r)(x 是图距,r是重组率)

这个函数的前提假设是理论预测的双交换单株与实际的一样,但事实上理论的双交换单株总比实际观察到的多。所以这个函数会夸大实际的连锁值。

 

于是常用的另一个是:

2)Kosambi作图函数:x=-(1/4)ln(1+2r)/(1-2r)

这个函数有一个假设,就是理论双交换值与实际观察值的比值(C)与重组率(r)成一定的函数关系(C=2r),重组率越大,干扰越小,反过来说,如果我们精细定位,会有影响。

 

2. 群体类型,群体大小与QTL精度

 

一般而言群体越大,精度越高!对于QTL初步定位来说,150-250的结果应该可以接受。具体可以看我去年遗传学报的一篇文章的具体统计分析。不同的群体的精度也不一样,简单的说F2群体具有最广泛的遗传信息,是最理想的精细定位群体,但其缺点也显而易见。统计分析的结果是 F2>RIL>BC1, DH

 

对于QTL克隆需要多大群体,有过许多理论研究可以借鉴:

 

(BTW,我们几乎每天都会遇到这样或者那样的问题,对于具体科学问题,没有一个人会知晓全部,即使他是具体某方面的专家,但总有人知道。在互连网信息如此发达的情况,解决问题的最好途径是问它,有几个途径 1)google, baidu 你的问题看是否有人探讨过(可能经常有错或有不同的回答,所以要有判断力); 2)专业数据库(pubmed)找专业文献自己验证;3)专业论坛,去提问!4)写信问具体的专家。我就是这四步曲来解决目前遇到的一切科学问题。)

 

具体到这个问题,因为其背景的复杂性,所以肯定有人专门分析过:

 

比如有人提过一个简单的公式,来计算:

DURRETT, R. T., K. Y. CHEN and S. D. TANKSLEY, 2002 A simple formula useful for positional cloning. Genetics 160: 353-355.

 

就不列公式了,大家自己去看,最近又有人改良了这个公式,我认为比较合理好用,这片文章我已经推荐过,看来仔细看的人不多。(见本周推荐4)这个公式为什么比较合理,大家应该仔细读文章。

 

我就来分析一下这个公式:

 

N=Log (1-P)/Log {1-[Tmarker x 3/lT]/100R},

 

N= 预测的群体大小

P= 期望概率(就是希望成功概率)

Tmarker= 期望定位基因(两个标记之间)的精度(比如多少cM, Kb 或者含多少基因的区间)

lT= 在限定的2个标记之间,期望找到的重组单株数目

R=重组频率,比如(KB/cM, genes/cM)

 

有了这个公式,我们可以算算,如果预期把基因定位到100Kb(也就是一个BAC的水平,或平均0.1cM的水平)需要多大的群体。

 

假设: P=0.95; lT=6(小了,危险);已知玉米的R=2.5×106Kb/2500cM

 

N=log(1-0.95)/log{1-[100*3/6]/100*2.5*106Kb/2500cM}=5990

 

如果lT在3-10之间变化的话,群体大小大约在3000-10000之间变化。

 

以上的分析只是一般化的分析,对于具体研究,还可以具体分析,比如对我们实验室的这个研究,因为,我们已经把目标基因限定到一个比较小的范围,其物理距离已经知道或者可以大约推测,那么就可以准确的估计R值,那么也可以准确估计我们需要的群体大小!

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