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BSA的里程碑Mutmap
上回说到基于纯合性定位的BSA的研究方法-NGM，对于CHD与SNP-index间的区别，筒子们找到答案了吗？好好阅读本期的内容，你一定会有收获的！
在讲MutMap之前，我们先来了解一下遗传育种的方法。目前，遗传育种的方法主要有杂交育种，诱变育种，单倍体育种等七种方法，其中诱变育种因其可以快速获得目标性状个体从而广泛应用在动植物的遗传育种研究中，其中化学诱变主要使用的是化学试剂，比如常用甲基磺酸乙酯(EMS）、乙烯亚胺（EI）、亚硝基乙基脲烷（NEU）等，在这里是不是看到了“EMS”，没错！这个诱变剂很厉害，在之前的专题有反复提到过，在拟南芥和水稻的育种研究中反复地被使用。OK，下面就开始介绍今天的主角“MutMap”。
时光回到年，二代测序(NGS)进入了飞速发展的时代，而植物，尤其是模式作物的育种工作已经历史悠久。应用NGS进行动植物育种工作迎来了新的契机。MutMap应用而生，MutMap整个的技术流程如图1所示,相应结果在年发表在《Naturebiotechnology》上，研究的是与水稻叶片颜色及株高两种性状的定位研究。与之前介绍的BSA的方法相比，这位名为RyoheiTerauchi日本教授将“SNP-index”作为参数来寻找目的性状，SNP-index的计算方法与CHD十分相似，区别在于其认为一个基因座上只可能存在两种等位基因，SNP-index是根据每个等位基因的测序深度计算的，如下图。在这里小美需要强调的是在一般的项目中，我们只会挑选那些发生碱基转换类型的SNP标记，对于颠换类型的SNP我们第一时间是舍去不要的。
图1MutMap技术流程
图2Mutmap定位水稻叶子颜色相关基因及后续验证结果展示
MutMap的最初技术流程是需要突变体与野生亲本回交这一过程的，但是通过化学诱变育种往往会引起动植物的早期发育致死突变情况产生，也就是存在突变体无法与亲本回交的情况，为此，同样是RyoheiTerauchi团队在MutMap发表后的一年对其应用进行了拓展，MutMap+问世！与MutMap相比，MutMap+不需要突变体与亲本进行回交，而是利用杂合的野生型样本反复自交3代以上，然后利用SNP-index频率变化进行定位，好处在于其可以绕开突变体与亲本回交的步骤，从而可以对早期致死突变进行研究。技术流程如图3所示。
图3MutMap+技术流程及结果展示
在足球界，同一名球员一场比赛打入3个球称为“帽子戏法”，打入4个球称为“大四喜”。在遗传育种研究领域，RyoheiTerauchi团队同样上演了MutMap的“帽子戏法”与“大四喜”。
年对于日本来说是多灾多难的一年，暴怒的海啸席卷了岛国大地，一幕幕惨状让我这个痛恨日本民族的中国人都触目惊心。海啸过后，日本要迎来重建，粮食问题尤为突出。海水涌入农田，其盐碱度显著上升，加速耐盐水稻品种的选育工作至关重要，RyoheiTerauchi团队在不到两年的时间里就筛选了与耐盐碱的水稻品种，可以说是育种界的一个奇迹！相应的科研成果发表在年的《Naturebiotechnology》上。纵观文章内容，并没有什么出彩的地方，它使用的是传统的MutMap的方法，定位到的是盐度抗性相关的基因-Tos17。
图4MutMap分析结果展示
虽然MutMap在定位单基因控制的隐形性状上十分管用，但其无法解决候选突变位点所在的reads不能比对到参考基因组上所引起的假阴性问题。MutMap-Gap的出现让一切变得如此简单！事实上，MutMap-Gap和MutMap以及MutMap+的基本原理是一致的，只是在分析过程中多了一步将未mapping的reads进行denovo组装的过程。如上文所述，文章按照正常的MutMap的流程，未能有效发现目标性状的候选区域。因此推测该区域可能位于序列较长的结构变异（SV）之中。接着，文章收集了亲本unmapping的测序数据后，补测了mate-pair数据，对unmappingreads进行了denovo组装，然后将组装的序列和NCBI上的参考序列一起作为参考基因组，这次利用MutMap技术流程在SV区域发现了2个等位基因频率出现显著差异的突变位点，进一步研究发现其中一个突变位点恰巧位于基因的剪切位点，导致了基因功能的改变，进而改变对应的性状，从而获得了获选基因。在我们实际的项目研究中，往往我们所使用的参考基因组与我们自己研究的样本的基因组是存在显著差异的，如果使用传统的MutMap分析方法，我们可能就获得不了候选基因，MutMap-gap可以解决这一问题。同样的团队，MutMap领域的“大四喜”！
图5MutMap-gap技术流程及分析结果展示
随着测序技术的不断发展，利用其进行分子标记育种已然应用在模式与非模式的动植物研究中。利用正向遗传学方法探究重要性状为动植物的遗传育种提供了捷径，MutMap以其高效，快速，准确等优点成为其中最为重要的方法。但是，MutMap主要研究的是单基因控制的质量性状，而在我们关心的一些农业性状，比如株高，百粒重，生长周期，开花时间等往往是由多个基因控制的数量性状，MutMap对此显得苍白无力。
那么我们的育种学家又如何突破MutMap的瓶颈，请听下一节内容-“QTLseq在作物育种中应用”。
参考文献：
[1]AbeA,KosugiS,YoshidaK,etal.GenomesequencingrevealsagronomicallyimportantlociinriceusingMut-Map[J].NatureBiotechnology,,30(2):-8.
[2]FekihR,TakagiH,TamiruM,etal.MutMap+:GeneticMappingandMutantIdentificationwithoutCrossinginRice[J].PlosOne,,8(7):e.
[3]TakagiH,TamiruM,AbeA,etal.MutMapacceleratesbreedingofasalt-tolerantricecultivar[J].NatureBiotech-nology,,33(5):-9.
[4]TakagiH,UemuraA,YaegashiH,etal.MutMap-Gap:whole-genomeresequencingofmutantF2progenybulk昆明治疗儿童白癜风白癜风哪个医院治疗得好
