查看: 6270|回复: 14

[动植物重测序] 关于基于重测序的BSA和基于RNA-seq的BSR的比较

  [复制链接]
  • TA的每日心情
    忙~
    2019.12.12 09:00
  • 签到天数: 105 天

    连续签到: 1 天

    [LV.6]常住居民II

    管理员

    Rank: 15Rank: 15Rank: 15Rank: 15Rank: 15

    主题
    46
    奥币
    6519
    积分
    4949
    注册时间
    2015.12.5
    在线时间
    513 小时

    活跃会员论坛元老


    发表于 2016.7.19 11:12:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
        BSA分析在我们的论坛中,已经提过很多相关的文章(在论坛检索“BSA”)。BSA分析的核心是计算全基因组水平的SNP频率变化。检测SNP 以及其频率,可以使用全基因组重测序、简化基因组测序,外显子测序和 转录组测序,这几个方法的比较在参考文献[1]中也有提及。这些方法中,比较有比较性的是基于全基因组重测序的BSA(经典BSA)和基于RNA-seq的BSA(又称 BSR)。对于以检测SNP并计算基因频率为主要目标的研究(例如BSA),我依然推荐使用经典BSA,这主要是由于BSR有一系列缺点,其稳定性和可靠性低于BSA。下文,我详细解释这个问题。

        基于RNA-seq的BSR技术在SNP检测和频率计算有以下不足:
    (1)剪切式比对导致的SNP检测错误。
    由于RNA剪切的存在,转录组的reads在比对基因组的时候,比对错误率较高。这里说的剪切,并不是指研究可变剪切,而是指mRNA成熟体形成需要切去内含子。那么成熟mRNA的序列在基因组上是非连续的(中间隔着内含子)。这就要求reads进行比对的时候,需要将reads进行拆分,进行跨越外显子的比对(如下图)。这无疑会提高比对的错误率和SNP检测的错误率。这种错误主要来源拆分reads的时候,潜在拆分的错误导致reads与参考基因组不一致,软件错误判断为SNP。

    要解决这种错误唯一的方法是去除外显子边缘的SNP,但这无疑会导致损失一部分信息。

    (2)RNA编辑的影响
    在DNA转录为RNA的过程中,存在RNA编辑现象。RNA编辑涵盖了各种类型的单核酸变化和某些小插入缺失,和基因组DNA水平的SNP、indel看起来完全相同。在数据分析过程中,我们实际上无法区分哪些是RNA编辑,哪些是真实的SNP。
    RNA编辑百度百科:http://baike.baidu.com/link?url=BzTSmWrcXu2TCqfSIBt65wuR9RSqe-ANudwWv_BO2MekOLbzkY-4USW5TqYLHBXr_u9IIJ5vbE5GtAjDnsKDNa

    (3)基因组印记现象的影响
    基因组印记主要指的是等位基因的不平衡表达。BSA分析本身就是基于子代(来源父母本)等位基因频率不同,来判断QTL的位置。但在RNA测序中,即使群体中双亲的等位基因DNA频率相同,在基因转录过程中,父母本的等位基因也可能表达不同,从而对基因频率(DNA层面)的计算造成干扰。这种等位基因表达量不同,主要来源等位基因甲基化或组蛋白修饰水平不同导致。例如,我们人类女性的两条X染色体中,几乎只有一条在表达。有相关文献报道表明,大概有18%~66%的转录本,由于顺式调控的影响,存在等位基因不平衡表达的现象[1]。
    基因组印记百度百科:http://baike.baidu.com/link?url=0UHhYtHA4oBry3kHjR0t_-EgNjC6a1jzduASVJlTXCpTeZf4ZqZ1WZlTjFV6A-a_M4a4UPB_vFbavjmSL2wCNa

    (4)目标基因不表达或低表达,以及无法检测非SNP的变异
    因为性状是持续的现象,但RNA表达却有时空特异性。假设你研究的是目标性状X,性状X由A基因在个体幼年的时候在组织α表达调控的。那么,如果我们使用RNA-seq研究这个基因A的频率,就应该在正确的时间和正确的组织取样。如果在错误的时间和错误的组织采样,有风险就是目标基因A没有表达或低表达,这也会影响目标基因的检测。
    另外,目标突变可能不是SNP。但RNA-seq技术由于上文提到的剪切的影响,对检测插入缺失(indel)存在较大的错误。在研究斑马鱼的BSR文章中[2],作者也提到了这些因素潜在对BSR的影响。


    小结:
    除了上文提到的问题,两个技术还有其他的一些区别,总体总结和比较如下表:

     
    基于重测序的BSA
    基于RNA-seq的BSR
    优点
    1)基于频率计算更准;
    2)可以检测非编码区的突变,例如启动子突变、内含子边界区突变等这些潜在也能影响性状的突变
    1)价格更低;
    2)可以同时研究基因的表达
    缺点
    测序量大,当目标物种基因组大的时候,成本较高
    1)SNP检测错误率较高;
    2)只能检测编码区的突变;
    3)主要只能检测SNP;


    基于RNA-seq的突变检测以及突变频率计算,有上文提到的潜在干扰。虽然这些因素不一定必然导致 BSA失败(无法定位到基因),但的确会对BSA定位造成干扰。尤其目标性状的主效QTL效应不够显著的情况下,可能会导致目标QTL的信号(基因频率变化)淹没在噪音中,而无法找打目标区域。

    基于全基因组重测序的BSA分析则没有上文的问题。当然,全基因组重测序的缺点就是费用高,但随着测序价格的不断下降,价格因素的影响 相比过去已经降低很多。

    所以进行BSA研究,如果目标是达到最可靠的效果而价格成本又许可的话,我们优先推荐基于重测序的BSA分析。基于RNA-seq的BSA研究(BSR),也是一种可行的技术,但潜在的干扰会降低分析成功的概率。


    参考文献:
    [1] Schlötterer C, Tobler R, Kofler R, et al. Sequencing pools of individuals  mining genome-wide polymorphism data without big funding[J]. Nature Reviews Genetics, 2014, 15(11): 749-763.
    [2] Hill J T, Demarest B L, Bisgrove B W, et al. MMAPPR: mutation mapping analysis pipeline for pooled RNA-seq[J]. Genome research, 2013, 23(4): 687-697.


    本帖子中包含更多资源

    您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册

    x
    回复

    使用道具 举报

  • TA的每日心情

    2016.12.26 15:24
  • 签到天数: 16 天

    连续签到: 1 天

    [LV.4]偶尔看看III

    帝王蝶

    Rank: 4

    主题
    3
    奥币
    1035
    积分
    286
    注册时间
    2016.3.16
    在线时间
    94 小时

    发表于 2016.7.19 14:22:16 | 显示全部楼层
    赞!这种同一目标不同方法间的比较帖超实用!
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情

    2018.2.9 08:18
  • 签到天数: 279 天

    连续签到: 1 天

    [LV.8]以坛为家I

    帝王蝶

    Rank: 4

    主题
    11
    奥币
    361
    积分
    433
    注册时间
    2016.4.7
    在线时间
    145 小时

    发表于 2016.7.19 16:34:34 | 显示全部楼层
    说的好明白
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    yes!
    7 天前
  • 签到天数: 908 天

    连续签到: 1 天

    [LV.10]以坛为家III

    中华鲟

    Rank: 5Rank: 5

    主题
    7
    奥币
    2859
    积分
    988
    注册时间
    2016.4.8
    在线时间
    358 小时

    最佳新人


    发表于 2016.7.20 08:48:05 | 显示全部楼层
    回复

    使用道具 举报

  • TA的每日心情

    2017.4.5 15:54
  • 签到天数: 156 天

    连续签到: 1 天

    [LV.7]常住居民III

    钵水母

    Rank: 3Rank: 3

    主题
    0
    奥币
    800
    积分
    166
    注册时间
    2016.5.13
    在线时间
    78 小时

    发表于 2016.7.20 09:48:12 | 显示全部楼层
    感謝分享。
    回复

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    yes!
    2019.11.28 10:12
  • 签到天数: 674 天

    连续签到: 1 天

    [LV.9]以坛为家II

    迅猛龙

    Rank: 8Rank: 8

    主题
    0
    奥币
    2527
    积分
    1131
    注册时间
    2016.1.15
    在线时间
    258 小时

    活跃会员


    发表于 2016.7.20 14:11:51 | 显示全部楼层
    学习学习,谢谢分析!
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    吃饭
    2019.7.10 08:03
  • 签到天数: 941 天

    连续签到: 1 天

    [LV.10]以坛为家III

    迅猛龙

    Rank: 8Rank: 8

    主题
    0
    奥币
    6161
    积分
    1059
    注册时间
    2016.3.16
    在线时间
    246 小时

    发表于 2016.7.21 09:22:01 | 显示全部楼层
    感谢分享
    回复

    使用道具 举报

  • TA的每日心情

    2016.4.24 22:56
  • 签到天数: 3 天

    连续签到: 1 天

    [LV.2]偶尔看看I

    钵水母

    Rank: 3Rank: 3

    主题
    3
    奥币
    2202
    积分
    70
    注册时间
    2016.4.9
    在线时间
    30 小时

    发表于 2016.7.21 22:31:57 | 显示全部楼层
    回复

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    吃饭
    2020.1.14 23:57
  • 签到天数: 1259 天

    连续签到: 1 天

    [LV.10]以坛为家III

    功夫熊猫

    Rank: 10Rank: 10Rank: 10

    主题
    1
    奥币
    18787
    积分
    3531
    注册时间
    2016.4.25
    在线时间
    791 小时

    灌水之王


    发表于 2016.7.22 13:16:01 | 显示全部楼层
    学习啦。看明白了。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情

    2017.7.30 08:58
  • 签到天数: 82 天

    连续签到: 1 天

    [LV.6]常住居民II

    帝王蝶

    Rank: 4

    主题
    4
    奥币
    780
    积分
    400
    注册时间
    2016.7.15
    在线时间
    40 小时

    发表于 2016.10.30 21:19:31 | 显示全部楼层
    挺好 学习了!
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    yes!
    2018.12.28 09:19
  • 签到天数: 28 天

    连续签到: 1 天

    [LV.4]偶尔看看III

    钵水母

    Rank: 3Rank: 3

    主题
    0
    奥币
    9
    积分
    69
    注册时间
    2017.8.18
    在线时间
    11 小时

    发表于 2018.1.8 14:48:28 | 显示全部楼层
    谢谢分享,学习了
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    吃饭
    2020.1.7 08:08
  • 签到天数: 383 天

    连续签到: 3 天

    [LV.9]以坛为家II

    帝王蝶

    Rank: 4

    主题
    0
    奥币
    2070
    积分
    343
    注册时间
    2016.4.27
    在线时间
    141 小时

    发表于 2018.1.24 22:07:52 | 显示全部楼层
    很好哦,给个赞
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    害羞
    2018.5.28 08:55
  • 签到天数: 9 天

    连续签到: 4 天

    [LV.3]偶尔看看II

    钵水母

    Rank: 3Rank: 3

    主题
    0
    奥币
    135
    积分
    103
    注册时间
    2018.5.17
    在线时间
    38 小时

    发表于 2018.5.17 09:02:14 | 显示全部楼层
    谢谢,明白了
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    yes!
    2019.6.17 22:53
  • 签到天数: 3 天

    连续签到: 1 天

    [LV.2]偶尔看看I

    钵水母

    Rank: 3Rank: 3

    主题
    0
    奥币
    317
    积分
    56
    注册时间
    2016.11.14
    在线时间
    15 小时

    发表于 2019.6.17 23:33:47 | 显示全部楼层
    感谢分享
    回复

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    yes!
    2019.6.17 22:53
  • 签到天数: 3 天

    连续签到: 1 天

    [LV.2]偶尔看看I

    钵水母

    Rank: 3Rank: 3

    主题
    0
    奥币
    317
    积分
    56
    注册时间
    2016.11.14
    在线时间
    15 小时

    发表于 2019.6.18 22:19:21 | 显示全部楼层
    思维逻辑有条理,赞一个
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

    本版积分规则

    快速回复 返回顶部 返回列表