GAPIT第4版发表!新方法将GWAS整合到基因组选择(GS/GP)中

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近期,张志武&王嘉博老师在Molecular Biology and Evolution上发表GAPIT Version 4。

GAPIT 第4版的核心是将全基因组关联分析(GWAS)结果整合到基因组预测(GP)中,提出了一种称为 GAGBLUP(GWAS-Assisted Genomic BLUP) 的新方法。

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研究背景

  • GWAS 用于发现与性状相关的基因位点,GP(基因组预测) 用于预测育种值,两者传统上是独立进行的

  • 将GWAS发现的显著标记整合到GP中可能提高预测准确性,但存在挑战:显著标记之间可能存在高度连锁不平衡(LD),导致冗余和过拟合

核心方法

提出GAGBLUP。

  • 使用 QR分解 筛选GWAS鉴定的关联标记,去除高度相关的冗余标记;

  • 将筛选后的显著标记作为固定效应纳入模型;

  • 利用剩余标记构建**亲缘关系矩阵(kinship)**作为随机效应;

  • 整合了7种GWAS方法:GLM、MLM、CMLM、SUPER、MLMM、FarmCPU、BLINK。

主要结果

| 方面 | 发现 | | --- | --- | | GWAS方法比较 | 多位点模型(BLINK、FarmCPU、MLMM)显著优于单位点模型(GLM、MLM),统计功效更高,假发现率更低 | | 模拟数据(玉米) | BLINK-GAGBLUP比标准GBLUP预测准确性提高超过50% | | 真实数据(桃) | GAGBLUP比GBLUP提高21%,比MAS提高30% | | 遗传架构适应性 | GAGBLUP在不同遗传架构下表现稳定:当因果基因数极少(<5)或极多(>100)时,其表现至少与MAS或GBLUP中较好者持平;在中间范围时优势最明显 |

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关键结论

  • BLINK 是表现最佳的GWAS方法,整合到GAGBLUP后效果最优;

  • GAGBLUP结合了MAS(利用大效应基因)和GBLUP(利用全基因组多基因效应)两者的优势,是一种"安全"的整合策略;

  • 该方法已在R包GAPIT中实现,用户只需提供表型和基因型数据即可自动完成分析。

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