2017専門実習（連鎖解析、QTL解析、GWAS) iwatawiki lec06 s

(1)

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QTL

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2017/11/13 13:00-14:45

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Űũő4¨Ŷ¬-őųŕŬšæć½ƱQTL analysis; QTL mappingƲŠř

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Watanabe et al. (2005) Ann Bot. 95:1131

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2

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(interval mapping)

• EM

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• Composite interval mapping

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ĤÏyĐŝĐÏyĐšÅºē

Frankham et al. (2002) Introduction to Conservation Genetics. Cambridge Univ. Press

(3)

East (1916) Genetics 1: 164

Frankham et al. (2002) Introduction to Conservation Genetics. Cambridge Univ. Press

ƍƗƃšú,ƱcorollaƲšħŎƱĤÏyĐƲš.Į 9

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15

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(5)

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(6)

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)φ(y3|µ +d,σ 2

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(7)

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1

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A-?-bšŝŊŠqŝşųÕÆƶ r

A(1−rB) /rAB

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P(_Z)

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q4=rA(1−rB) /rAB

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AAbb q₃2 ₂_q

3q4 q42

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Aabb q₂q₃ q₁q₃+q₂q₄ q₁q₄

aaBB q₄2 ₂_q

3q4 q32

aaBb q₂q₄ q₁q₄+q₂q₃ q₁q₃

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AB) 2 +r AB 2 }

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)= 1

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ϕiQq=p(yi|Qq)=φ(yi|µ +d,σ 2

)= 1 2πσ2exp −

{yi−(µ +d)} 2

2σ2

' ( ) * + ,

ϕiQQ=p(yi|QQ)=φ(yi|µ +a,σ

2

)= 1

2πσ2exp −

{yi−(µ +a)}

(8)

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QQ Qq

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3 ƟƯſƯĞ^PŉAABbš!iŠŇńś

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29

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→ EM (expectation-maximization) ŸƩƄƨƉơ

(Dempster et al. 1977. J Roy Stat Soc. Ser B: 39: 1-39)

(EƈƒƐƛ) iPR42QTLĞ^Pš¢{#Ŷ»ŬųƱ²ÀƓƯƍšÿaƲ

z_iqq=ϕiqqpiqq (ϕiqqpiqq+ϕiQqpiQq+ϕiQQpiQQ)

ziQq=ϕiQqpiQq (ϕiqqpiqq+ϕiQqpiQq+ϕiQQpiQQ)

ziQQ=ϕiQQpiQQ (ϕiqqpiqq+ϕiQqpiQq+ϕiQQpiQQ)

ŕŖŏŀp

i**ŢŀƟƯſƯĞ^PňűćÝŎŴųiÍÐš!šQTLĞ^PšÕÆ

(MƈƒƐƛ) ³šhlvlnLŶ]6őųƘƧƢƯƍμ, a, b, σ2Ŷ»Ŭų

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31

ŰŲ¿êŎŴŕ½Ŧ

• CIM (composite interval mapping)

– Ć¦ŏŰŅŝŏśńųQTL[šQTLš4¨ŠřńśŭƣƓƩ+ ŠFŬųōŝŠŰŲŀQTLš¬-2ŶEŎœų½

• MIM (multiple interval mapping)

– CIMŜŢŀò|šQTLŠŰųzĲŶƣƓƩŜïŏśŢńųŉŀ *QTLŶDŠ¬-őųŭšŜŢşńŁMIMŜŢZĝ½Ŷ Ëńś*śšQTLšìŝ4¨ŶDbőųŁ

• Bayesian multiple QTL mapping

– ƟƯſƯ:QTL:þÇPĨšĩ ŶƜźƉÏŠƣƓƩ6őųōŝ ŠŰŲŀĉâşƣƓƨƭƂŝƘƧƢƯƍbŶ?óŝőųŁ *QTLšìŝ4¨ŉDbŎŴųŖŌŜşŋŀŽƙƈƍƆƈ ŮGxEŀıęçšþÇPşŞŀ¯łşĂIŠŰųzĲŶªĒŠ ƣƓƩ6ŏśĆ¦őųōŝŉŜŊųŁ

(9)

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• IM

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IM

š²Áš

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/šQTLšzĲƱſŽƩBšļŊYƲŉğĻŜ UŮ4¨ŉ´ÕŠbŜŊşń

Ŀ

ſŽƩB ſŽƩA

34

CIM

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Qbš¬-ŠŇńś

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Σ

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35

CIM

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ĞƟƯſƯ

QTL

/šUŠŃųQTLƱ[ģŠńųŮňŪŏńſŽƩBƲš Ė&šƟƯſƯƱƟźƁƲŭƣƓƩŠäūĕūŀ ŀÓÐŏśńųĴQšQTLƱſŽƩAƲšìŝ4¨Ŷ

´ÕŠbŏŰŅŝőų

Ŀ

ſŽƩB ſŽƩA

(10)

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QTL

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ęĦŏŕƵřšQTL

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CIM IM

CIM > IM

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ÄšQTLš4¨Ŷ ƣƓƩŠFŬųōŝŜŀ ŭŅÄšQTLšìŝ4¨Ŷ

´ÕŠ¬-!('-?6a#"… 37

SIM

CIM

4.7%

11.6%

6.2 %

IM

ŝ

CIM

ŠŰųĆ¦å¨

ƱƆƠƥƪƯƆƦƭƓƯƍƲ

§µA:XŰŲ

100cM

©ù2

55cM

QTL3 (a=0.3)

100cM

QTL1 (a=0.4)

©ù1

25cM

QTL2 (a=0.35)

75cM

CIMš.ĆóšĺŎŉăśŝŴų

38

ƮMapmaker/QTL

ftp://ftp-genome.wi.mit.edu/distribution/software/newqtl/

ÅƶîöšƌƚƔŁŜŢkŏ>ńňƺ

ƮQTL Cartographer (WinQTLCart) http://statgen.ncsu.edu/qtlcart/

ÅƶWinQTLCartŢGUIŶŭŗŀńńŁ

IM, CIM, MIMŶýŅōŝŉŜŊųŁbÍƌƚƔš1řŁ

ƮQgene

http://coding.plantpath.ksu.edu/qgene/

ÅƶeQTLĆ¦ŭ?óŁ

ƮR/qtl

http://www.rqtl.org/

ÅƶRŜQTLĆ¦ŶýŅŕŬšƌƚƔŻŽŸŁ

2³)ƅƯƏŠŰųŽƙƈƍƆƈ¬-ŭ?óŁ

ƮMultimapper http://www.rni.helsinki.fi/~mjs/

ÅƶƜźƇŸƭƣƓƨƭƂŶËńŕQTLĆ¦Ł āQTLšDbŉ?óư

ƮMAPL98

http://lbm.ab.a.u-tokyo.ac.jp/~ukai/mapl98.html

ÅƶęĦNLĀňűQTLĆ¦ŪŜŁ

ƮQTLBIM

http://www.qtlbim.org/

ÅƶRŜQTLĆ¦ŶýŅŕŬšƌƚƔ ƜźƇŸƭƣƓƨƭƂŶËńŕQTLĆ¦ ĳuƓƯƍŮ2#ƓƯƍŠŭĜË?ó ŽƙƈƍƆƈŮGxEšĆ¦ŭŜŊųŁ

ŔšŠŭ\Ńų

QTL

Ć¦ËƌƚƔŻżŸ

39

(11)

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Gene pyramiding:

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SW2443 0.0

SW256 20.4

SW240 44.9

FSHB 55.3

SW942 56.3

S0091 62.9

SW395 65.0

SW766 69.9

SW1879 94.0

SWR308 129.7

S

h

e

a

r_

v

a

lu

e

0 5 10 15 20 25

chr2

QTL position : 71.4cM (chromosome 2) QTL effect : a=0.67, d=_-0.16

P1ƱƓƥƫƐƁƲ P2

ƱĥüĎƲ

F1 F1

F2

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§µA:XŰŲ

42

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QTL

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QTL

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• QTL

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• ¬-ŎŴŕ

QTL

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43

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67

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5-,1YJb\WKX"LbHA];<9%

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(12)

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ITC-LMS

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Ʒ¢īƹ

2017s11 27´8ŪŜ

2017専門実習（連鎖解析、QTL解析、GWAS) iwatawiki lec06 s

ƗźžƢƔƨƐƁƈ

Û

6

H

ĤÏyĐĞ^wƱ

QTL

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2017/11/13 13:00-14:45

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4

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•

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•

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locus

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QTL

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•

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•

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•

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•

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LOD

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•

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(interval mapping)

•

EM

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•

Composite interval mapping

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vs.

ĤÏyĐ

ĐÏyĐ

vs.

ĤÏyĐ

Ğ^ŀĞ^wŀĤÏyĐĞ^wƱ

QTL

Ʋ

•

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gene

Ʋ

•

Ğ^wƱ

locus

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loci

Ʋ

–

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•

ĤÏyĐĞ^wƱ

quantitative trait locus

Ʋ

–

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