2018-06-08
MutMap方法作为一种特殊的BSA方法，其主要思路是：用化学诱变剂EMS处理得到突变体，然后用突变体植株与野生型亲本杂交得到F2代，从F2代中挑选突变表型的个体进行混池测序。定位的方法是将测序得到的reads比对到亲本基因组上，计算SNP-index。突变体子代是所研究性状突变位点的纯合个体，因此SNP-index = 1。而其他与性状无关的SNP位点，SNP-index ≈ 0.5。而与突变位点邻近的SNP位点，由于连锁效应，SNP-index也会增加，即＞0.5 ，从SNP-index图上看则会呈现一个峰，性状相关候选基因就位于该区域内。
对于上述mutmap方法基因定位过程，常见路线是对野生型亲本和突变F2子代混池进行测序。实际项目中，某些情况下，我们会推荐测野生型子代混池。那么对于野生型F2子代混池是否有必要测序，加测野生型子代对定位结果影响如何呢？下面我们分别从理论上和实际的项目结果来说明这个问题：
首先，对于EMS诱变的植株，SNP包含两类，普通SNP和诱变产生的SNP，以玉米（基因组2G）为例，两类突变的频率和数量分别为：
* 普通SNP： 突变频率 1x10-3 数量2M SNP
EMS诱变： 突变频率 5x10-6 数量 10k SNP
可以看出，普通SNP比EMS诱变产生的SNP数目要多得多，即使普通SNP有1%的假阳性或假阴性，也会有20k的SNP，数目也是EMS诱变SNP数的两倍。因此，对于mutmap类项目，这些普通的SNP作为与性状无关的背景噪音，对定位结果的影响会更大，我们期望的信号位点可能会被背景噪音所淹没。
那么，我们如何降低背景噪音的影响呢？除了通过我们常规的过滤手段，保证获得的SNP的准确性和可靠性之外，可以加测与突变体遗传背景相同的野生型子代混池的手段。
下面我们通过实例对于是否测野生子代池的结果做一个比较。
研究物种：某植物
测序平台：Illumina HiSeq
测序策略：野生亲本20x ; 突变子代混池30x ; 野生型子代混池 50x
混池样本数：100株
（A图为突变子代混池SNPindex，B图为野生型子代混池SNPindex，D图为Delta-SNPindex）
我们以1号和2号染色体为例，若只测野生型亲本和突变子代混池，则我们只得到突变子代池的SNPindex图，即图A，从图中我们可以看出有多个峰，均会作为候选区域做后续分析。
若加测野生型子代池，则会得到野生型子代池的SNPindex，即B图，两者相减，可以得到Delta-SNPindex，即D图。从结果可以看到，多个噪音峰值被消除，最终位于2号染色体头部的候选区域会被筛选出来。
所以，对于mutmap项目，从分析角度讲，只测野生亲本和子代突变混池是可以的，但会包含假阳性结果，具体影响程度与不同物种及测序情况有关。若加测野生型子代混池会改善定位结果。对于基因组比较大、比较复杂的物种，推荐大家加测野生型突变混池。
