Genética

Cartografía genética

Polimorfismos para la amplificación de regiones blanco, más conocidos por su acrónimo inglés TRAP ("Target Region Amplification Polymorphism"), son un tipo de marcador molecular que está basado en la amplificación del ADN genómico mediante la reacción en cadena de la polimerasa.¹

Descripción

El ensayo TRAP utiliza dos cebadores de 18 nucleótidos de longitud para generar los marcadores. Uno de los cebadores, denominado «cebador fijo», se diseña sobre una secuencia de ADN blanco o diana. El otro cebador, denominado «cebador arbitrario», es una secuencia arbitraria de ADN con un núcleo rico en AT o GC que se unen prefencialmente a exones o intrones, respectivamente. La amplificación por PCR se realiza a través de cinco ciclos con una temperatura de hibridación de 35°C, seguidos por 35 ciclos con una temperatura de hibridación de 50°C. Para diferentes especies de plantas, cada reacción de PCR puede generar hasta 50 fragmentos fácilmente observables con un tamaño que va desde 50 hasta 900 pares de bases.

 QTL (acrónimo del inglés quantitative trait locus, «locus de un carácter cuantitativo») es un locus cuya variación alélicaestá asociada con la variación de un carácter cuantitativo, es decir, con aquellos caracteres cuantificables que varían de forma continua. La presencia de un QTL se deduce por cartografía genética, donde la variación total para un determinado carácter se divide en componentes asociados a una o varias regiones cromosómicas discretas.¹

Los QTL son, a priori, difíciles de identificar debido a la ausencia de una segregación fenotípica discreta observable y, además, a que los efectos fenotípicos de cada gen asociado con un carácter cuantitativo complejo son relativamente pequeños. El análisis de los QTL para un carácter involucra en primer lugar escoger y cruzar dos líneas parentales que difieran en uno o más caracteres cuantitativos y, posteriormente, analizar la segregación de la descendencia para relacionar cada QTL con un marcador genético conocido, o un intervalo de marcadores.²

La identificación de los QTLs que afectan un determinado carácter cuantitativo en un organismo se basa en la teoría de ligamiento y recombinación desarrollada en el primer tercio del siglo XX. La disponibilidad de mapas genómicos densos de plantas y de animales ha hecho resurgir el interés por esta teoría desde la última década del mismo siglo.³ Las poblaciones más aptas para mapear QTLs son las derivadas del cruce de dos líneas puras. En los últimos años se han desarrollado métodos estadísticos y biométricos para analizar la presencia y efectos de los QTLs.

¿Cuál es QTL? QTL = un gen o región cromosómica que afecta a un rasgo cuantitativo. Debe ser polimórfico (tener variación alélica) para tener un efecto en una población y debe estar vinculada a un alelo marcador polimórfico para ser detectado
		2. Asignación de loci de rasgos cuantitativos (QTL) QTL = genes subyacentes controlar los rasgos cuantitativos      Medido con efectos de error resultante grandes El resultado es distribuciones continuas fenotípicas
		Ejemplo: En la progenie derivada de cruz AA x aa: La media de las líneas AA es 3100 sem La media de las líneas AA es 2.900 sem PERO, AA y aa las personas no pueden estar distinguen visualmente -> Algunas líneas AA tendrán bajo rendimiento debido a es u otros genes -> Algunas líneas aa tendrán un alto rendimiento debido a es u otros genes
		3. El efecto QTL El efecto aditivo de un QTL alelo = a Valor medio de líneas al azar de un cruce entre AA y aa los padres = P La media de las líneas AA es P + a La media de las líneas AA es un P
		4. Análisis de un solo marcador Marcadores de ADN se pueden utilizar para mapear genes útiles usando frecuencias de recombinación de genes relacionados: Marcadores cerca de QTLs co-segregan con ellos Los marcadores estrechamente ligados a QTL detectado por ANOVA La mayoría de los gametos de esta F1 = AM o AM. Si cruce entre el marcador y QTL, se producirá Am & AM gametos
		5. Efecto de un marcador ligado a un QTL La recombinación entre M y A es R En RILs derivados de MMAA F1, los individuos con MM marcador genotipo se componen de 2 genotipos QTL: AA & aa Si M y A están estrechamente vinculados, la mayoría son AA Si M y A están muy separadas, casi la mitad son AA -> Así, el efecto del marcador M es una función de: distancia desde el QTL tamaño del efecto QTL Líneas de MM se distinguen fácilmente de las líneas mm, pero las líneas AA no puedo distinguir de las líneas AA. Si M y A están vinculados, promedio de líneas MM será diferente de la media de líneas mm. El tamaño de la diferencia puede estar entre 0 y, dependiendo de la distancia marcador-QTL Medios de MM y MM  líneas endogámicas recombinantes MM = P + a (1-2R) mm = P a (1-2R)
		6. mapeo de QTL con marcadores moleculares Marcadores de ADN utilizados para mapear genes útiles que utilizan frecuencias de recombinación de genes relacionados: Marcadores cerca de QTLs co-segregan con ellos Los marcadores estrechamente ligados a QTL detectado por ANOVA
		7. QTL estrategias de mapeo Todos basados ​​en marcadores experimentos de mapeo tienen la misma estrategia básica: Seleccione los padres que difieren de un rasgo Se tamizan los dos padres por loci marcador polimórfico Generar líneas endogámicas recombinantes (puede utilizar líneas derivadas-F2) Fenotipo (pantalla en el campo) Contrasta la media de las líneas mM y en cada locus marcador Declarar QTL donde (MM-mm) es mayor
		7.1 QTL estrategias de mapeo: análisis de un solo marcador Seleccione los padres que difieren de un rasgo Se tamizan los dos padres por loci marcador polimórfico Generar líneas endogámicas recombinantes (puede utilizar líneas derivadas-F2) Fenotipo (pantalla en el campo) Hacer un ANOVA separado sobre el efecto de cada marcador Declarar QTL donde F-prueba es significativa
		ejemplo: 25 RILs producidos a partir de un F1 entre 2 padres homzygous Los padres difieren en los loci marcador A, B, y C en el cromosoma 1:       Las líneas se evalúan en la prueba 4-rep   -> ¿Hay un QTL en esta región?
		Medida de la contribución QTL para σ P ​​2 Recordemos que el modelo de QTL más simple divide el efecto genotípico en un efecto QTL (A) y un efecto de todos los otros genes dentro de las clases de QTL (G (QTL)):
		Medida de la contribución marcador para sigma P 2
		F-test para la diferencia entre las clases de genotipo marcador es altamente significativo en el locus B Por lo tanto, hay un QTL en o cerca del marcador B
		Heredabilidad en sentido amplio para un juicio en el que se detecta 1 QTL
		R 2 es la proporción de σ P 2 se explica por el QTL A
		Problemas con el análisis de un solo marcador: No es muy preciso en la asignación de la posición QTL causa de la recombinación entre el marcador y el QTL Hacer una prueba t en cada resultados marcadores en muchos falsos positivos (esto es un problema general con QTL)
		Estrategia de mapeo QTL 7.2: Intervalo de cartografía Intervalo Marker = el segmento entre 2 marcadores Métodos de asignación de intervalo utilizan la información sobre los valores de 2 marcadores de acompañamiento para estimar la posición QTL La probabilidad de que los datos podrían ser obtenidos suponiendo un QTL en varias posiciones entre los marcadores se calcula QTL = declaró donde la probabilidad de la obtención de los datos observados es más alto
		Encontrar la posición del QTL con marcadores moleculares Marcadores de ADN se pueden utilizar para mapear genes útiles usando frecuencias de recombinación de genes relacionados: Gametos recombinantes: M 1 a, m 1 A, Gametos paterno: M 1 A, m 1 a, Frecuencia de recombinantes es el mapa de distancia
		¿Cuáles son los problemas con la asignación de intervalo? Cant resolver 2 QTL en un intervalo de marcador Aunque los umbrales LOD parecen muy altos, demasiadas QTL se declaran (todos los métodos hacen) Ignora epítasis No precisa de QTL con efectos pequeños (no hay métodos son)
		Mapeo de ligamiento con marcadores moleculares Productos de doble cruce parecen tipos parentales, lo que lleva al mapa distancia subestima: Funciones de mapeo Haldane y Kosambi utilizan para corregir las frecuencias de recombinación
		Prueba de significación: Logaritmo de la odds ratio (LOD): LOD de 2 significa que es 100x más probable que exista un QTL en el intervalo de que no hay ningún QTL LOD de 3 significa que es más probable 1000x