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GWAS文献阅读分享-水稻中的农艺性状关联研究

(2016-06-22 14:19:32)
分类: GWAS分析
文献名称:Genome-wide association study using whole-genome sequencing rapidly identifies new genes influencing agronomic traits in rice

发表期刊:Nature Genetics
发表日期:20 June 2016
影响因子:31.616


分析思路:

1:将SNP按照在参考基因组上的位置分为5类:
  • Group I :可以引起氨基酸改变或者可变剪切的变异(−log10 P ≥ 4.77)
  • Group II :与第一类群相关的基因5’端的上游区域(≤2 kb from the first ATG, for example, promoter region )
  • Group III :与I相关位于基因内部但是不满足I和II(位于编码区却不改变氨基酸序列,内含子区域或者是3’端非编码区)
  • Group IV :与I有意义关联,但是位于编码区以外
  • Group V:没有意义关联的变异 

2:选取材料:在176 japonica rice(粳稻) ,平均测序深度5.8× ,覆盖度91.2% 

3:过滤条件missing rates ≥ 0.25 and minor allele frequency < 0.05 ,总共得到426,337 SNPs and 67,544 insertion-deletions (indels) ,使用的比对软件为BWA,call snp使用的软件为GATK。

4:主成分分析使用的EIGENSTRAT 软件,neighbor-joining trees 使用的PHYLIP version 3.695 

5:SNP和indel之间的LD值使用plink version 1.9 的squared Pearson’s correlation coefficient (r2) ,LD heatmap surrounding peaks 使用的R软件LDheatmap,在评估候选区域的时候r2 > 0.6 

分析结果:

1:文中分析的形状分布情况以及群体结构(PCA)分析
GWAS文献阅读分享-水稻中的农艺性状关联研究

 2:性状收集横跨2013-2014年,在关联分析中,可以起到相互验证的作用

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 3:LD衰减分析结果如下:
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4:在1号和11号染色体发现了与抽穗期性状有关的变异涉及到1类型的7个基因,这些基因与拟南芥(Arabidopsis )的HESO1基因同源,该基因有延迟花期的作用。目前该基因的功能在水稻中的功能未知。
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 通过实验验证了分析结果:
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 5:发现在LOC_Os08g37890基因的突变,该基因编码NALLOW LEAF 1 (NAL1),与panicle size and flag leaf width两个性状有关,实验验证NAL1蛋白表达情况,每个植株的平均穗数和leaf blade width
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6:通过实验验证关联分析结果中涉及到麦芒长度的变异:
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7:实验验证抽穗时间、株高、穗长验证结果:
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参考文献:
Yano K, Yamamoto E, Aya K, Takeuchi H, Lo PC, Hu L, Yamasaki M, Yoshida S,Kitano H, Hirano K, Matsuoka M. Genome-wide association study using whole-genome sequencing rapidly identifies new genes influencing agronomic traits in rice. Nat Genet. 2016 Jun 20. doi: 10.1038/ng.3596. 

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