eQTL检测的新方法及应用

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eQTL(表达数量性状基因座)是揭示遗传变异与基因和表型之间关系的重要工具,提高eQTL的检测效率有利于发现新的调控元件和靶基因,对于遗传调控机制解析具有重要意义。本研究共开发了两种检测eQTL的方法,第一种是基于多变量分析检测新的eQTL,能有效地提高eQTL的检测效率;第二种是利用向前选择法的思想鉴定独立的显著性cis-eQTL,能够有效地检测出所有独立的eQTL。我们在GTEx.v8人类数据集、大黄鱼和黄姑鱼的eQTL检测中应用了这两种新方法,并发现了大量的eQTL。此外,根据大黄鱼和黄姑鱼的全基因组重测序数据和转录组测序数据构建了大黄鱼和黄姑鱼的eQTL数据库,填补了大黄鱼和黄姑鱼eQTL相关研究的空缺。主要研究结果如下:(1)第一种方法的基本原理是利用基因表达之间存在相关的特点,将存在较高相关(r~2>0.5)的基因聚类在一起,进而利用多变量(性状)联合分析方法同时鉴定调控多个基因表达的eQTL。我们不限于顺式eQTL,而是在基因组上鉴定eQTL。在对人类GTEx公共数据集分析的时候表现出优良的性能,能够发现一些常规方法无法检测到的eQTL。我们研究了GTEx.v8数据集的六种组织,均检测出新的eQTL,检测到的eQTL数量增加了15.3%。在大黄鱼和黄姑鱼的数据中使用本方法,检测到的eQTL数量增加了21.7%。(2)第二种方法是将向前选择思想融入到eQTL分析中,在Matrix EQTL的基础上,开发了用于鉴定独立显著性cis-eQTL的方法。随机选取了110个GTEx.v8数据集中的胃组织的基因进行实验,检测出8个一级eQTL信号、2个二级eQTL信号和1个三级eQTL信号。在90个大黄鱼肝脏组织的基因中,检测出36个一级eQTL信号、13个二级eQTL信号和5个三级eQTL信号。在160个黄姑鱼肝脏组织的基因中,检测出15个一级eQTL信号和3个二级eQTL信号。(3)对大黄鱼和黄姑鱼的数据分别进行eQTL分析,在大黄鱼肝脏、肌肉和脾脏中检测出显著cis-eQTL的基因数量分别为5,710、7,168和9,917个,检测出显著trans-eQTL的基因数量分别为10,571、13,437和13,810个。在黄姑鱼肝脏和肌肉中检测出显著cis-eQTL的基因数量分别为2,503和4,314个,检测出显著trans-eQTL的基因数量分别为6,313和9,717个。
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