Nutzung kostengünstiger Kurzlese-Sequenzierung: Revolutionierung der Genetik komplexer Merkmale

Die Genetik komplexer Merkmale wurde durch den dramatischen Rückgang der Kosten für Kurzlese-Sequenzierung grundlegend verändert, was zu einer dramatischen Umkehrung der relativen Kosten von Genotypisierung im Vergleich zur Phänotypisierung geführt hat. Wir untersuchen diese neue wissenschaftliche Landschaft, indem wir Schlüssel-Experimentsstrategien betrachten, die kostengünstige Sequenzierung nutzen, einschließlich der Kurzdeckung des gesamten Genoms mit Imputation (lcWGS + I) zur Genotypisierung großer Kohorten. Obwohl etwas beschränkt in ausgemischten Populationen, kann lcWGS + I in multiparentalen Populationen und in Gründer-unkannten geschlossenen Kolonien äußerst effektiv sein, wo die Imputationsgenauigkeit 98 % übersteigen kann. Wir untersuchen außerdem gepoolte Sequenzierungsansätze zur Analyse komplexer Merkmale, wie Evolve und Resequence, zur Verfolgung adaptiver Änderungen in der Allelfrequenz über mehrere Generationen, sowie extrem quantitativer Merkmalslokalisierung, die Loci identifiziert, indem gepoolte Proben von phänotypischen Extremen gegenübergestellt werden. Wir zeigen, dass die extrem quantitativen Merkmalslokalisierung in multiparentalen Populationen durch Tests auf Verschiebungen der Gründerhaplotypfrequenzen über kleine genomische Fenster äußerst leistungsstark und kosteneffektiv sein kann. Schließlich diskutieren wir Methoden, bei denen Sequenzierungsreads als Phänotyp selbst dienen. DNA-Barcoding ermöglicht massive Fitnessassays, während das "*-seq"-Toolkit (z. B. RNA-seq, ATAC-seq) das Mapping molekularer quantitativer Merkmalslokalisierung erlaubt, obwohl dies eine signifikante Belastung durch multiple Tests mit sich bringt. Systeme, die bestimmte Zuchtdesigns in Kombination mit kostengünstiger Sequenzierung nutzen, können den Fortschritt hin zu einem mechanistischen Verständnis der Beziehung zwischen Genotyp und Phänotyp erheblich beschleunigen.