一个“神奇的”群体

一提起基因定位就是双亲群体、自然群体,是不是听烦了?这回来个新鲜点的群体:MAGIC群体,话说,那是什么神奇的群体呢?

MAGIC群体

多亲本重组自交系(Multiparent Advanced Generation Inter-Cross,即MAGIC群体),是由多个亲本通过两两杂交得到一个包含所有亲本信息群体,而后经过数代近交或自交产生一个稳定的群体,其后代每个个体遗传信息是由所有亲本组合而成,而对于每一个位点则是一个纯合或接近纯合,即来自于同一个亲本。

MAGIC群体构建方法

图1 MAGIC群体构建过程

        还记得把大象装进冰箱分几步吗?三步呗-开门,塞进去,关上。同样构建MAGIC群体也分三步:

第一步,开门——选择亲本:结合研究目的,保证遗传基础和表型的多样性。

第二步,塞进去——杂交:其目的在于保证子代可包含所有亲本的遗传信息,得到一个广的遗传多样性,同时增加染色体片段间的重组,提高后续的QTL检测分辨率。通常两小步:1)以8亲本为例,简单描述为,8个亲本成对杂交,然后子代再两两杂交,形成2个4亲本家系群体,此时杂交过程为漏斗式;2)将2个4亲本群体中不同家系杂交,最后形成一个群体,其中的每个家系均含有所有亲本的遗传信息。(仔细想还是很复杂的~~)

第三步,关上——近交或自交:以单粒传的形式不断自交得到RIL系或者构建双单倍体(DH系),得到相对稳定的个体,得到最终MAGIC群体。

为什么构建MAGIC群体

通过选择多个亲本,增加群体遗传多样性,利用杂交和自交(或近交)两种手段把多个亲本融合到一个群体,增加重组次数。MAGIC群体不仅能够增加重组发生次数,挖掘复杂性状背后的遗传基础,而且由于选择亲本遗传基础的丰富性,在育种应用上具有很大潜质。

和传统群体比较,存在的优势如下:

(1)相对于双亲群体,MAGIC群体的亲本数目量大,增加了群体变异丰富度,包括等位基因多样性和表现型多样性,提供作图准确度和精确度,且提高QTL检测效率,大量累积的重组事件会提高QTL定位分辨率;因为MAGIC群体的亲本筛选更为精细,即标准更为严格,多个亲本增加了遗传基础的多样性,所以其QTL结果可直接应用于育种;

(2)相对于自然群体,MAGIC群体是多亲本混合均匀构建而来,相较于自然群体,因其可以知道系谱关系,存在群体构建的详细信息,从实验设计方面,避免群体分层,进而控制定位结果假阳性问题。

参考文献:

Pascual L, Desplat N, Huang B E, et al. Potential of a tomato MAGIC population to decipher the genetic control of quantitative traits and detect causal variants in the resequencing era[J]. Plant Biotechnology Journal, 2015, 13(4):565-577.

 

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