前世今生?BSA 終章

最新 07-08

原文

Zou C, Wang P, Xu Y. Bulked sample analysis in genetics, genomics and crop improvement[J]. Plant biotechnology journal, 2016.

Perspectives

BSA既有前面討論的一些優勢，也存在一些限制。儘管BSA已經廣泛應用於遺傳學和基因組學研究，但其主要集中在主要基因控制的相對簡單的性狀上。對於由具有不同效應的基因控制的數量性狀，可通過環境型鑒定輔助的精確表型鑒定改進混樣的選擇，並在環境受控、管理良好的條件下進行實驗[1]，通過該實驗可以對具有相對較大影響的基因進行定位。對於涉及許多基因的複雜性狀，每種基因具有較小的作用並且受環境的顯著影響，BSA可能不像整個群體的分析一樣有效，因為從大量位點選擇含有所有有利等位基因的極端表型是不可能的[2]。與遺傳分析中的傳統方法相比，BSA需要僅識別在目標群體中顯示對比極端表型的個體，而不考慮其餘性狀的準確值[3]。因此，BSA的遺傳分析可能抬高或降低實際值，如表型方差，LOD評分和加性效應[4]。此外，BSA一直無法識別上位相互作用[5]，並且對偶爾的表型錯誤更不敏感[6]。通過使用多個混樣、精確的表型和環境型鑒定，增加群體大小和標記密度，可以改進BSA的效果[7]。此外，單個基因型的GWAS也可用於驗證BSA結果，並能更可靠地闡明複雜場景。

隨著基因組測序的成本顯著降低，特別是RNA-seq的發展，基因分型比以前更加簡化。因此，BSA可以在一個大群體中的幾個混池中進行基因型鑒定以提高檢測的能力[7,8,9]，可以在確定適當的子池之後，在多個批次中或通過個體基因分型來驗證感興趣的罕見事件或等位基因。當涉及NGS輔助的BSA設計優化時，應考慮混池數量、每個池中的個體數及測序深度[10]。與DNA晶元相比，在蛋白質晶元的開發過程中將面對更多的步驟與挑戰[11,12,13,14,15,16]。技術挑戰是找到一種表面和一種附著方法，使蛋白質保持其二級結構或三級結構，併產生具有長保質期的陣列，使晶元上的蛋白質在短時間內不變性。實驗上的挑戰是針對靶基因組中的每種蛋白質獲得抗體或其他捕獲分子，定量結合蛋白的水平，從晶元中提取檢測到的蛋白質進行進一步分析，並減少捕獲劑的非特異性結合（https://en.wikipedia.org/wiki/Protein_microarray）。最後，應顯著增加蛋白晶元的容量，檢測整個蛋白質組，並能夠檢測到低丰度的蛋白質。

Applications of protein microarrays[28].

從技術層面來講，基於晶元的高通量蛋白質與蛋白質及其他生物分子多重互作分析具有極大的潛力，也是信號轉導途徑和網路研究的另一種有力方法[17]。配備多路復用技術，定量蛋白質組學進入「超」高通量時代，使得有可能在一天內全面比較人類所有主要組織/器官[18]或植物。

儘管BSA已被廣泛應用於DNA和RNA水平研究，但其蛋白質水平的使用尚未見報道。由於許多基於MS的蛋白質定量工具被設計用於兩個樣品之間的比較，預計它們中的許多適用於基於蛋白質的BSA。基於蛋白質的BSA的主要挑戰是在纖維素和許多植物的次生代謝產物中富集的如多酚，脂質，有機酸，萜烯或色素使得難以從組織中提取純的蛋白質。

傳統的基因分型方法，例如基於單個標記或晶元標記的，應該由GBS來補充，包括常規全基因組測序和簡化的基因組測序進行目標富集或降低基因組複雜性[19,20,21,22]。GBS技術靈活高效，為目前可用基因分型技術成本的三分之一[23]，提供了可用於基因篩選或GWAS的標記密度，若樣本復用則成本可進一步降低[24]。GBS可用於GWAS、基因組多樣性研究、遺傳連鎖分析、分子標記發現和大規模植物育種計劃中的基因組選擇[25]。當包含在兩個混池中的個體數量足夠大時，例如超過500個，BSA可以與GBS技術結合使用，並用於GWAS[26,27]。

Methods for high-throughput marker discovery[29].

可以預見，BSA在遺傳學、基因組學和作物改良中變得越來越重要，並且將在許多情況下取代所有個體（全部群體）的分析。BSA-seq（BSA by sequencing）將隨著其數據分析專用軟體的開發而變得越加有吸引力，用於分析低頻或稀有突變、準確估計單倍型，新的更長讀長的測序技術的應用以促進單倍型信息的重建等[27]。由於基因組範圍的selective genotyping和BSA成為可能，需要有效的信息管理和數據分析系統幫助其在遺傳學、基因組學和植物育種中的應用。

Reference

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（技術支持部）

#End#

當二維碼出現的瞬間

我用大拇指緊緊的按住

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那就每天來看看好了