Chiến lược eQTL mapping trong nghiên cứu di truyền cây đa bội thể

 Chiến lược eQTL mapping trong nghiên cứu di truyền cây đa bội thể

Nguồn: Kang-Hsien Fan, Katrien M. Devos & Paul Schliekelman. 2020. Strategies for eQTL mapping in allopolyploid organisms. Theoretical and Applied Genetics August 2020; vol. 133:2477–2497

 

Người ta mô phỏng theo thuật toán để khắc phục sai số phân tích, bằng kỹ thuật mới có tên là eQTL mapping trong nghiên cứu cây trồng dị đa bội thể (allopolyploid) và đưa ra quy trình hướng dẫn cách áp dụng eQTL mapping. Kỹ thuật RNA-seq gần đây đã trở thành kỹ thuật chính trong nghiên cứu eQTL (e: có nghĩa là explained). Tuy nhiên, hầu như chỉ được áp dụng cho cây trồng lưỡng bội. Nhiều loài cây trồng có giá trị kinh tế cao và quan trọng cho môi trường thuộc thực vật đa bội thể, cách tiếp cận với eQTL mapping vẫn chưa được phát triển đầy đủ. Có sự tương đồng rất lớn  giữa những gen lập đoạn (duplicated genes) trong cây polyploids sẽ gây ra việc sắp xếp nhầm lẫn  các reads của kết quả chạy trình tự DNA; và cũng có thể gây ra những kết quả dương tính giả (false-positive results), thiếu khả năng tìm kiếm những QTL có thể giải thích được biến thiên kiểu hình:  eQTL. Theo công trình nghiên cứu này, lần đầu tiên người ta khai thác thành công tính chất đồng dạng của phân tử transcripts (homoeologous) của sinh vật đa bội. Một là, người ta thấy 5–20% gen (biến thể của hệ gen sinh vật) đặc biệt của những cây trồng quan trọng như lúa mì, đậu nành và cỏ switchgrass, mức đa dạng giữa những genome có tính chất lập đoạn (duplicated genomes) rất thấp, thực hiện chức năng đọc trình tự. Hai là, tác động của đọc sai (misassigned reads) trên đoạn phân tử eQTL mapping, phản ứng dương tính giả cũng như âm tính giả có thể bùng lên rất mạnh mẽ. Ba là, khi so sánh 4 nghiệm thức (NT) về kỹ thuật đọc có tính chất không rõ ràng như vậy (ambiguous reads): (NT1) ambiguous reads tách biệt ra giữa những phân tử transcripts đồng dạng, (NT2) chia trình tự cho chúng theo tỷ lệ (assigning proportionally), (NT3) sử dụng tất cả reads đối với tất cả genes, và (NT4) loại ra hẳn những ambiguous reads (kết quả đọc không rõ). Kết quả nghiệm thức loại bỏ hẳn những kết quả đọc không rõ cho kết quả cân bằng tốt nhất giữa mức độ dương tính giả và âm tính giả đối với hầu hế gen đích. Tuy nhiên, đối với gen nào rất giống nhau giữa những genomes, việc thực hiện tất cả reads chỉ là một cách lựa chọn mà thôi. Điều này dẫn đến làm suy giảm khả năng của kỹ thuật di truyền nói trên, nhưng tỷ lệ dương tính giả sẽ vần duy trì. Người ta thảo luận QTL mapping trong cây trồng đa bội thể thông qua ASE (allele-specific expression); chỉ ra rằng: tần suất nào của những reads mang tính chất ASE-informative đều có mức biến dạng có ý nghĩa, tùy theo mức đa dạng di truyền của những gen tương đồng (homoeologous genes). Xem  https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-020-03612-1