Developing strategies for application of resampling techniques in QTL mapping experiments with non-random populations
Final Report Abstract
Die Anwendung molekularer Marker erlaubt die Zerlegung quantitativ vererbter Merkmale in ihre Komponenten. Zur Lokalisierung der an der Ausprägung des jeweiligen Merkmals beteiligten Genomregionen, den sogenannten quantitative trait loci (QTL) sind experimentelle Untersuchungen an einer großen Zahl von Nachkommen notwendig. Dabei handelt es sich meist um eine Zufallsstichprobe aus der Kreuzung zweier bekannter Elternlinien. Um den Aufwand für die Erzeugung von Testkreuzungssaatgut oder Genotypisierungen zu minimieren, wäre es jedoch sinnvoll, die Kartierung von QTL an einer Stichprobe vornehmen zu können, die phänotypisch bereits vorselektiert wurde. Im Rahmen des Projektes wurden die Auswirkungen von gerichteter Selektion auf die QTL Kartiemng untersucht Es wurden exakte Formeln entwickelt, die die Änderung der Marker Allelfrequenzen, die Erwartungswerte der Markerklassen- Mittelwerte, den Markerkontrast und die Varianz des Markerkontrasts unter Selektion quantifizieren. Die theoretischen Ableitungen basieren auf dem allgemeinen Fall von zwei QTL, die entweder dasselbe oder ein korreliertes Merkmal beeinflussen. Die Formeln erlauben die Berechnung der Power der QTL Detektion und geben Aufschluss über die zu verwendenden Stichprobenumfänge. Dabei können unterschiedliche Annahmen zur Kopplung zwischen Marker und QTL und zur Korrelation zwischen den untersuchten Merkmalen gemacht werden. Es konnte gezeigt werden, dass phänotypische Selektion auf das Zielmerkmal oder ein korreliertes Merkmal zu einem erheblichen Verlust an Power bei der nachfolgenden QTL Detektion führt, und dass in Abhängigkeit von der genetischen Architektur des Merkmals unterschiedliche Selektionsintensitäten sinnvoll erscheinen. Die theoretisch abgeleiteten Ergebnisse wurden an einem experimentellen Datensatz überprüft. Die aus der Selektion resultierende Veränderung der Markerallel-Frequenzen konnten mit den theoretisch abgeleiteten Formeln gut vorhergesagt werden konnten. Die mittels der Approximation durchgeführte Korrektur der Verzerrung der QTL Effekte erzielte nur teilweise befriedigende Ergebnisse. Auf der Basis der im Projekt erarbeiteten exakten Formeln wird derzeit an einer Weiterentwicklung der Approximationen gearbeitet.
