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Pflanzenzüchtung (Fach) / Pflanzenzüchtung 5.Semester (Lektion)
Forward revers GWAS linkage
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- • Vergleichen Sie zwei unterschiedliche Ansätze zur Sequenzierung ganzer Genome (hierarchischer Ansatz versus wholegenomeshotgun). Welche Vor-und Nachteile haben die beiden Methoden? Es gibt zwei unterschiedliche Ansätze für die Sequenzierung ganzer Genome: entweder die Clone-by-Clone Methode oder die Whole Genome Shotgun Methode. Die Clone-by-Clone Methode oder hierarchische Shotgun-Methode beruht auf einer Library von BAC-Klonen, deren Inserts auf einer physikalischen Karte des betreffenden Genoms kartiert sind, das heißt die Lage eines jeden Klons innerhalb des Genoms ist bekannt. Hierfür wird zuerst eine genetische Karte erstellt, indem Populationen kartiert und im Hochdurchsatz genotypisiert werden. Anschließend werden die BAC-Klone in der Library mit den kartierten Markern gescreent. Es wird ein BAC Fingerprinting durchgeführt, um mehrere BACs der richtigen Reihenfolge nach in Contigs anzuordnen. Um diese Contigs zu vergrößern, kann auch noch eine Sequenzierung der BAC-Enden oder ein wiederholtes Screening der BAC-Library durchgeführt werden. Danach werden die einzelnen BACs eines so entstandenen Minimum Tiling Path jeweils nach der Shotgun-Methode sequenziert. Aus den vielen kleinen überlappenden Reads, die das BAC-Insert in ihrer Gesamtheit mehrfach abdecken, wird mittels Sequenzüberlappungen die Sequenz des jeweiligen Klons zusammengebaut. Anschließend werden die Sequenzen der einzelnen Klone ebenfalls durch Sequenzüberlappungen und ihrer Lage auf der physikalischen Karte zu dem gesamten Genom assembliert. Der Vorteil dieser Methode ist, dass aufgrund der physikalischen Kartierung die Assemblierung des Genoms aus den einzelnen Contigs sehr genau funktioniert und ein Referenzgenom von hoher Qualität selbst bei stark repetitiven Genomen liefert. Der offensichtliche Nachteil ist, dass die physikalische Kartierung der einzelnen Klone sehr arbeits- und zeitaufwändig ist. Beim Whole Genome Shotgun Sequencing hingegen wird das gesamte Genom zufällig durch Scherung, sodass eine Vielzahl unterschiedlicher Fragmente verschiedener Länge entsteht. Alle diese Fragmente, die das Genom in ihrer Summe mehrfach abdecken, werden sequenziert. Aus diesen vielen Reads wird dann durch Überlappung der Fragmente das Genom rekonstruiert. Der Vorteil der Methode ist, dass sie gegenüber der Clone-by-Clone Methode wesentlich weniger arbeitsaufwändig ist. Nachteilig ist hier jedoch, dass das entstehende Genom oftmals Lücken aufweist und die Assemblierung bei größeren Genomen oder solchen mit viel repetitiver DNA äußerst schwierig bis unmöglich wird.
- • Was ist der Vorteil von GWAS im Vergleich zum klassischen „QTL Mapping“ in biparentalen Popualtionen? Was sind mögliche Nachteile von GWAS im Vergleich zum klassischen „QTL Mapping“ in biparentalen Popualtionen? -kein Geld oder Zeit verschwendung in erstellung segregierender populationen -> vorhandene Daten verwenden -mehrere Allele je Locus -höhere recombinationsraten für feinkartierung von genom-> dadurch höhere mapping resolution -applied context instead of exotic crosses Nachteil: correction for population structure might be needed