Auf mehreren Haplotypen basierende Analysen liefern genetische und evolutionäre Erkenntnisse über Gewicht und Zusammensetzung von Tomatenfrüchten
Wie sich die genetische und evolutionäre Forschung mit Hilfe von Haplotypen erheblich verbessern lässt
Bislang wurden die meisten Assoziationen zwischen Markern und Merkmalen mit Hilfe von QTL und genomweiten Assoziationsstudien (GWAS) aufgedeckt, was sowohl ihre Erfolge als auch ihre Grenzen aufzeigt. Haplotypen sind die besonderen Kombinationen von Allelen/Markern, die auf einem Chromosomensegment in einer bestimmten Population beobachtet werden, und sie ermöglichen es, multiple allelische Interaktionseffekte zu testen. Haplotypen können auch die statistische Leistung von GWAS erhöhen, indem sie die Anzahl der Tests im Vergleich zur Verwendung aller SNPs verringern. Allele innerhalb desselben Haplotyp-Blocks werden mit größerer Wahrscheinlichkeit gemeinsam vererbt und weisen eine ähnliche Minor-Allel-Häufigkeit (MAF) auf. Haplotyp-basierte Analysen untersuchen Gruppen von SNPs gleichzeitig und nicht einzelne SNPs, wodurch die statistische Nachweisleistung für viele Aspekte sowohl der Populations- als auch der quantitativen Genetik erhöht wird, einschließlich der Identifizierung von Signalen jüngster positiver Selektion bzw. der Durchführung von GWAS. Das Haplotyp-Assoziations-Mapping berücksichtigt nicht nur die allelische Heterogenität, sondern auch mögliche statistische Wechselwirkungen zwischen nahe beieinander liegenden Markern, was es leistungsfähiger macht als die Analyse von Einzelmarkern und Mehrfachmarkern.
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Kürzlich verwendeten Wissenschaftler des INRA Centre de Recherche PACA in Frankreich einen innovativen Ansatz, um die genetische Architektur von Qualitätsmerkmalen bei Tomatenfrüchten besser zu verstehen und das Potenzial von Haplotyp-basierten Ansätzen für Assoziations- und genomische Vorhersagestudien zu testen. Eine Kernsammlung von Tomatensorten wurde untersucht und mit SNP-Markern genotypisiert. Die Haplotyp-Architektur des Tomatengenoms wurde beschrieben und genutzt, um (1) unser Verständnis der jüngsten Züchtungsgeschichte zu vertiefen, (2) das Potenzial von Haplotypen für die Erkennung neuer QTL-Kandidatenregionen zu testen und (3) Phänotypen im Kontext der genomischen Selektion vorherzusagen. Es wurde eine Reihe von haplotypbasierten Analysen durchgeführt, um die vielfältigen Vorteile der Verwendung von Haplotypen in genetischen Analysen aufzuzeigen. Diese Forschung wurde in der Zeitschrift Horticulture Research veröffentlicht.
"Wir haben die Vorteile von Haplotypen im Vergleich zu SNPs in vielerlei Hinsicht nachgewiesen, einschließlich der Identifizierung von Marker-Eigenschafts-Assoziationen, der Aufdeckung von Haplotyp-Verzweigungsmustern in der Nähe der am stärksten assoziierten SNPs, der Erklärung der fehlenden Heritabilität und der Erhöhung der genomischen Vorhersagegenauigkeit", so Prof. Causse. Diese Ergebnisse werden sicherlich für Züchter und Forscher hilfreich sein, die sich nicht nur mit Tomaten, sondern auch mit anderen landwirtschaftlichen Kulturpflanzen beschäftigen.
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