种田农民

Archive for 10月, 2007

本周推荐（27）

星期二, 10月 30th, 2007

我们实验室的一篇文章，司空见怪的QTL定位文章。

并不是说这篇文章有多么高明，但有2点理由：

1）建议大家学习文章的写法，尽管SUB占了语言的优势，但组织文章的能力大家应该一样！

2）其中一个QTL偶然被我克隆，完全是意外，突然之间感觉QTL的克隆或许不是那样深不可测，当然手段有多种，深入的分析正在进行之中。。。希望有更大的意外！

Chander S, Guo YQ, Yang XH, Zhang J, Lu XQ,
Yan JB, Song TM, Rocheford TR, Li JS.
Using molecular markers to identify two major loci controlling
carotenoid contents in maize grain.
Theor Appl Genet. 2007 Oct 25; [Epub ahead of print]

本站推荐使用Firefox浏览器 ( 为什么？)

阅读

Posted in 每周推荐 | No Comments »

网友推荐（2）

星期二, 10月 30th, 2007

感谢Robin的推荐！

文章推荐：

大家在这里讨论＂重组＂＂交换＂时，关于控制重组频率的QTL定位的文章也出来了，挺有趣的！
Using Crossover Breakpoints in Recombinant Inbred Lines to Identify
Quantitative Trait Loci Controlling the Global Recombination
Frequency
Elisabeth Esch, Jessica M Szymaniak, Heather Yates, Wojtek P
Pawlowski, and Edward S. Buckler
Genetics 2007; published ahead of print on October 18, 2007 as doi:
10.1534/genetics.107.080622

其实我们也早注意到这个问题，早在4个月之前，我们就投了一篇类似的文章到科学通报，竟然被质疑遗传假设有问题！再Argue，审稿人对我们的解释没有任何意见，但坚持原来的论断！也算见识了！

其实Genetics同时online的，还有另外一篇类似文章：

http://www.genetics.org/cgi/content/abstract/genetics.107.076679v1

Detection of QTL Influencing
Recomination Using Recombinant Inbred Lines

本站推荐使用Firefox浏览器 ( 为什么？)

阅读

Posted in 每周推荐 | No Comments »

如何读懂一篇文章！

星期日, 10月 28th, 2007

有朋友询问,如何定义”读懂和理解”,怎样才能”读懂和理解”一篇文献.下面是信件的原文:

严老师：
    看了您的blog“一个研究生导师的肺腑之言”颇有感触，想向您请教个问题：
    您说如何才能做到“读懂和理解”一篇文献，怎样定义“读懂和理解”？关于这些似乎从来没有人告诉过我们，我就是听某某老师说过：“你要看懂这个要1个月”“这篇文章我看了一个星期（文章内容是老师的研究方向）”等等之类的话，使我都不敢轻易说这篇文章我看懂了（平常我还是看了些文章的，而且有自己关注的方向）。我现在是一名正在准备研究生入学考试的大四学生，已经决定报考中农大植遗系，而且我对科研很有热情。但就我所知，貌似研究生的课程也没有告诉你如何“阅读”     此外，我曾经在一个国家实验室里实习过一个多月，每天从早上八点多我到实验室一直工作到夜里十二点左右（除了吃两顿饭），整整一个暑假，几乎天天如此。我倒没觉得辛苦，只是如果这样的话似乎没有时间读文献，每天就是拼命的不停的干活干活，我知道这不对，但是我的师姐她任务很重，感觉没时间停下来（因为拟南芥不停的长，因为她要毕业）我知道植遗系没有这么“疯狂”，倒是有时间停下来“阅读”，可是存在不存在“拿什么跟人家竞争”的问题呢？
    到底如何找一个平衡？“每周工作60小时”有多少小时用来做实验呢，读多少文献？
    不吝赐教，感激不尽！
                                                     某学生困惑ing

其实每个人对读懂的理解会各不相同.
我不由想用大学问家王国维的著名三境界说来套用我的理解:

王国维在其《人间词话》一书中说,古今之成大事业、大学问者，罔不经过三种之境界:
第一境界为:昨夜西风凋碧树,独上高楼,望尽天涯路。
第二境界为衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴。
第三境界为：众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。

当然如此充满人生哲学的语句几乎可以套用在任何你想套用的问题上,这就所谓的理解!

简单来说,读懂文献的三个层次是:

1)知道着篇文章做什么, 怎么做的!
(简明扼要,概括文章内容, 所谓登高望远,一览无余)

2)知道这篇文章的创新点在哪里?比如发在高档次杂志的文章,
你也能给出理由,它为什么能发在这里!(恍然大悟,
不过如此)

3)看文章摘要,
能够基本推测文章要谈什么!并在读后能创造提出新的观点和方向!(
灯火阑珊,照亮自己前程,模仿并创新)

对大部分老师同学来说,我们基本停留在第一个层次.

如何才能达到这三个层次,几点体会:

要基本了解文章内容,至少要具备两个方面的素质,1)单词基本认识,一般而言,读研究生了这个应该不是大问题,因为不是考试,可以借助各种工具;2)
有基本的背景的知识.
(就是对文章谈的大背景,对涉及的基础知识,相关的名词术语要基本了解).这是我们读不懂文章的根本原因,
也是我建议要学好基本专业课的原因(如遗传学, 分子生物学,生物统计学,
生物化学等)
不是让你考多少分,而是对这些知识有系统了解,至少遇到了,知道到哪里去找答案!不客气的说,
按我标准看来,我所了解的研究生,遗传学大约有一半不及格,而分子生物学会有2/3还多!而生物统计入门的不多.当然这与我们的教育有关!

要有炼狱的打算.读文章是一件痛苦的事情,尤其当你读了后面,
忘了前面, 花了一整天不知所云的时候.
我之所以感觉现在读文章压力不是很大(压力依然存在,
如果专业相差远一点,仍然有不知所云的感觉),主要得益于研究生一年级的一门课(作物遗传与分子育种),张启发老师开的,
就是分16个专题,然后列一堆文献,然后大家读, 每个专题至少一篇,
然后提交摘要. 我其实重复这个故事很多遍了,但忍不住再重复一遍.
当时年轻而且急于想证明自己行,所以花了大量时间去读,并坚持次次用英文提交摘要.当时,张老师建议大家可以不拘一格来证明自己读懂了文章,中英文摘要可以,
评论也可以, 不去看英文是否有问题是否地道, 关键是让他能读懂.
一个学年下来,我是为数不多坚持下来的人, 因为有分数的压力,
而且是大名鼎鼎要求极其苛刻的张老师的课,读不懂就拼命去问,拼命去补背景知识.
张老师1997年PNAS文章是推荐文章之一,毫不夸张的说,为了读懂这篇文章我花了2年时间,其间包括与他弟子讨论,听张老师和他弟子相关的报告数次!几乎所以单词都被一一查出来,
而文章前后打印有5-6次之多!
所以说读懂一篇文章与你花了多少时间没有关系, 而与你的背景知识有关系,
而在读的过程的中, 我不断有新的认识,
以至于在张老师为主席的毕业答辩中,我也对文章提出了comments,尽管张老师好象并不认可!
但这些经历,让我对这个问题的理解刻进脑海,以至于对目前的研究的结果忍不住提出新的假设!

创新性的阅读,至少要有一些文章永远记在脑海,
并在需要的时候拿出来再读一遍,并温故而知新.
能把自己从事的研究很自然的和现存的研究进行比较!
能快速的回想起,自己领域的代表性文章,代表性科学家,代表性杂志!
简单的换位思考,
你也能否你的学生推荐50-100你认为的经典文章,并给出理由!

要舍得花时间并有效率的利用时间,但不是让你真的废寝忘食!
我对一个星期要花60个小时工作是不以为然的,
其实我所关注的是不是花了多少时间而是花了多少有效时间.
一个实验室可以分为两个层次,一个是上下班严格要求,甚至打卡登记并与补助奖金挂钩,如我读研究生的邻家实验室!一个是看结果,你平常怎么做什么时候做,并不关心!
我当然倾向于第二种方式,但这要求这个群体具有比较高的素养,包括科学素养和人文素养.而这种群体往往可遇不可求,这也是我认为的,
为什么国外几个人的实验室往往有很大的成果,而我们的人海战术却收效甚微的原因之一.
怎样合理安排实验,读文献或者生活,其实我之前也谈过, 简单再说一遍是,
做之前要有系统的考虑, 用最简单最有效当然也是最省时间的办法,
做后,对任何结果有细致入微的分析总结,然后提出下一步的方案.
总结一下就是: 三思后行,行而必果,
果则有益!

本站推荐使用Firefox浏览器 ( 为什么？)

阅读

Posted in 科普文章 | No Comments »

克隆一个QTL到底要多大群体-我的分析

星期六, 10月 27th, 2007

看了讨论有2点感慨或说明：

1）这篇文章最核心的部分在最后一段话，我把它加亮，请大家再读读！

2）理论指导实践！我想大家有必要读或重读我在文章中提到的那篇文章（本周推荐4），文章中最具有现实意义的是，分析了目前41个水稻QTL图位克隆的案例，看看里面成功的得失，就可以体会对么目前工作的指导意义在哪里！

这基本上一个难以回答的问题，因为每个特定QTL的情况都不一样，上一篇小高的分析，只是理论情况，前提是染色体的每一个地方的重组频率都是一样的，但事实上，几乎染色体上每个地方的重组频率都是不一样的。在讨论这个问题之前，先明确一个概念：

1.
重组率和遗传距离的关系

重组率不等于遗传图距，简单的原因是重组率没有考虑到两个标记之间的双交换。

所以通常用2个函数来调整重组率与遗传图距的关系，就是我们Mapmaker经常用到的两个命令：

1）Haldane作图函数：x=-（1/2）ln（1-2r）（x 是图距，r是重组率）

这个函数的前提假设是理论预测的双交换单株与实际的一样，但事实上理论的双交换单株总比实际观察到的多。所以这个函数会夸大实际的连锁值。

于是常用的另一个是：

2）Kosambi作图函数：x=-（1/4）ln(1+2r)/(1-2r)

这个函数有一个假设，就是理论双交换值与实际观察值的比值（C）与重组率（r）成一定的函数关系(C=2r)，重组率越大，干扰越小，反过来说，如果我们精细定位，会有影响。

2.
群体类型，群体大小与QTL精度

一般而言群体越大，精度越高！对于QTL初步定位来说，150-250的结果应该可以接受。具体可以看我去年遗传学报的一篇文章的具体统计分析。不同的群体的精度也不一样，简单的说F2群体具有最广泛的遗传信息，是最理想的精细定位群体，但其缺点也显而易见。统计分析的结果是
F2>RIL>BC1, DH

对于QTL克隆需要多大群体，有过许多理论研究可以借鉴：

（BTW，我们几乎每天都会遇到这样或者那样的问题，对于具体科学问题，没有一个人会知晓全部，即使他是具体某方面的专家，但总有人知道。在互连网信息如此发达的情况，解决问题的最好途径是问它，有几个途径
1）google, baidu
你的问题看是否有人探讨过（可能经常有错或有不同的回答，所以要有判断力）；
2）专业数据库（pubmed）找专业文献自己验证；3）专业论坛，去提问！4）写信问具体的专家。我就是这四步曲来解决目前遇到的一切科学问题。）

具体到这个问题，因为其背景的复杂性，所以肯定有人专门分析过：

比如有人提过一个简单的公式，来计算：

DURRETT, R. T., K.
Y. CHEN and S. D. TANKSLEY, 2002 A simple formula useful for
positional cloning. Genetics 160:
353-355.

就不列公式了，大家自己去看，最近又有人改良了这个公式，我认为比较合理好用，这片文章我已经推荐过，看来仔细看的人不多。（见本周推荐4）这个公式为什么比较合理，大家应该仔细读文章。

我就来分析一下这个公式：

N=Log (1-P)/Log
{1-[Tmarker x 3/l_T]/100R},

N=
预测的群体大小

P=
期望概率（就是希望成功概率）

Tmarker=
期望定位基因（两个标记之间）的精度（比如多少cM, Kb
或者含多少基因的区间）

l_T=
在限定的2个标记之间，期望找到的重组单株数目

R=重组频率，比如(KB/cM, genes/cM)

有了这个公式，我们可以算算，如果预期把基因定位到100Kb(也就是一个BAC的水平，或平均0.1cM的水平)需要多大的群体。

假设： P=0.95; l_T=6(小了，危险)；已知玉米的R=2.5×10⁶Kb/2500cM

N=log(1-0.95)/log{1-[100*3/6]/100*2.5*10⁶Kb/2500cM}=5990

如果l_T在3-10之间变化的话，群体大小大约在3000-10000之间变化。

以上的分析只是一般化的分析，对于具体研究，还可以具体分析，比如对我们实验室的这个研究，因为，我们已经把目标基因限定到一个比较小的范围，其物理距离已经知道或者可以大约推测，那么就可以准确的估计R值，那么也可以准确估计我们需要的群体大小！

本站推荐使用Firefox浏览器 ( 为什么？)

阅读

Posted in 科普文章 | No Comments »

精细定位到底要多大群体！

星期五, 10月 26th, 2007

这是一个值得思考的理论问题！

下面是小高的思考，看来还是动了一翻脑筋的，请大家讨论：

为了彻底弄明白那个重组交换，以及群体的关系，我这里详细列一下那个概率：

首先，假设基因左右各有一个标记，并且和基因的距离都是1cM，也就是这两个标记的距离是2cM，用这两个进行筛选，不考虑双交换，则F1（33）自交得到的后代的类型和概率分别是：（2为显性，1为隐性）

[0.49（22）+0.01（21）+0.01（12）+0.49（11）]²（F1自交得到的F2后代的各种类型也就是这里F1配子类型和概率的平方）

=0.2401（22/22）+0.0049（22/21）+0.0049（22/12）+0.2401（22/11）+0.0049（21/22）+0.0001（21/21）+0.0001（21/12）+0.0049（21/11）+0.0049（12/22）+0.0001（12/21）+0.0001（12/12）+0.0049（12/11）+0.2401（11/22）+0.0049（22/21）+0.0049（22/12）+0.2401（11/11）

=0.2401（22）+0.0049（23）+0.0049（32）+0.2401（33）+0.0049（23）+0.0001（21）+0.0001（33）+0.0.0001（33）+0.0049（31）+0.0049（32）+0.0001（33）+0.0001（12）+0.0049（13）+0.2401（33）+0.0049（23）+0.0049（32）+0.2401（11）

=0.2401（22）+0.2401（11）+0.4804（33）+0.0147（23）+0.0147（32）+0.0049（13）+0.0049（31）+0.0001（12）+0.0001（21）

也就是说，从理论上讲，如果种10000个单株的话，后代中两个标记都为1即（11）的有2401个，两个标记都表现为2即（22）的有2401个，都表现为3即（33）的有4804个，还有147个表现为（23），147个表现为（32）。而我们需要的交换单株为49个（13），49个（31），1个（12），1个（21）。总共得到100个。其中可以验证前面标记和基因关系的重组单株（13）+（12）=50个，可以验证后面标记和基因关系的单株（21）+（12）=50个。也就是说能得到100个单株来最终确认基因在这两个标记之间以及距离为多少。

所以：X*50P/10000*2=1，则X=10000*2/50P。（X代表群体个数，P代表遗传距离）

从以上我个人认为：理论上讲：200个单株就会分别出现1株（12或13）的单株，也同时出现1株（21或31）的单株。也就是说理论上讲200个单株就应该能卡到2cM。而681个单株，如果有足够多的标记，理论上讲可以卡在0.59Cm。当然，越向里走需要的群里越大，比如要定位到0.1cM，则至少需要4000个单株。

本站推荐使用Firefox浏览器 ( 为什么？)

阅读

Posted in 科普文章 | No Comments »

一个研究生导师的肺腑之言(转）

星期五, 10月 26th, 2007

我转这篇“搞笑”文章，不是表明我认同这个观点！但对最后一段话，比较的欣赏！大家可以对比一下！而且可以降低要求，“完全”改为“基本”。

另外举一个国外的例子，现在和CORNELL的Buckler和Illions的Rocheford有合作，我晚上11点给Buckler发邮件，他11：30半就回过来了！而Rocheford经常在早上5点半或6点给我发邮件！

作为你们的老师，我现在每周工作60小时，踏踏实实的60小时。
阅读，实践，思考，讨论和请教，周而复始。其实这还不够用，因为我既要独立做这边自己的课题，还要协助各位完成你们的课题。
那么对你们的要求降低一些，每周50小时吧。希望是真实而有效率的50小时，思维和四肢都处于激活状态的50小时。
大家千万不要认为这有什么不得了的，跟国外就不用比了，单就国内而言，北大、清华、中科院研究生的工作状态，比50小时有过之而无不及。不能否认我们学生
的天赋，但我们的天赋大约不会比北大、清华、中科院或者Stanford,
Harvard, UC Berkeley的学生高很多。
一周工作40小时或更少，我们拿什么去竞争？
上面说的比较抽象，那再给各位提出一个具体的问题请大家考虑：
现在你阅读一篇自己研究方向的英文文献，在字典帮助下，能否在3小时（研究生）或6小时（本科生）内完全读懂和理解？
现在你阅读一篇本领域的文献时，能否自然地联想起3篇以上相关的文献？
如果您还做不到，那就还没有跨入研究的门槛，还需加油。

本站推荐使用Firefox浏览器 ( 为什么？)

阅读

Posted in 其它 | No Comments »

本周推荐（26）

星期四, 10月 25th, 2007

第一个大刍草的关联分析群体！景仰的John Doebley的大作！

应该说还是非常初步的研究，但野生物种的时代已经越来越近了！

知道他还在做1)重演玉米的进化过程
2）用大的玉米X大刍草BC1群体克隆基因/QTL。

期待中。。。

希望大家了解：什么是驯化（domestication)基因，什么是改良（improvement)基因！

Weber AL, Clark RM, Vaughn L,
Sanchez-Gonzalez JD, Yu J, Yandell B, Bradbury P, Doebley JF.
Major Regulatory Genes in Maize Contribute to
Standing Variation in Teosinte (Zea mays ssp. parviglumis).
Genetics. 2007 Oct 18; [Epub ahead of
print]

本站推荐使用Firefox浏览器 ( 为什么？)

阅读

Posted in 每周推荐 | No Comments »

重组单株和QTL克隆！

星期三, 10月 24th, 2007

QTL的精细定位和克隆已经是常规技术，也是研究热点，当然我们实验室也不例外，目前做这方面研究的同学也不少。海南播种在及，我发现大家在准备播种材料，分析数据时，常常犯一些基本常识错误，简单来说，是遗传学的基本知识不过关。

在已经有了BC3，4F2大群体后，进一步种植重组单株的目的是什么，什么有是重组单株？这些基本概念需要弄清楚，我们的研究才可能不走或少走弯路，这里我以我们实验室的一个研究为例子，明确几个概念，希望对大家有帮助：

背景知识：

1）目前已经把一个控制株高（包括其他性状）的QTL定位在标记M17-M2-M3之间，3个标记之间遗传距离是3.8-0.7cM.

如何确认基因在这三个标记之间，这也是一个基本的也是重要的遗传学问题！

2）目前用的是681个单株的BC5F2群体，这个群体理论上能够把基因定位到什么程度，大家可以考虑一下！

显然对于BC5F2群体，因为每个基因型只有一个单株，表型鉴定不是很准确（目前看来对玉米尤其是这样），还无法根据表型直接把QTL分解为孟德尔因子，需要对重组单株进一步进行种植，根据后代表现确定基因型。

因为已经确认基因在这3个标记之间，所以如果这3个标记都是1（假设是低亲的基因型），那么毫无疑问，目标基因的基因型也是1（双交换的概率非常低，对目前小群体可以忽略,<4/10000），如果都是2，那么基因的基因型也是2，都是3，基因的基因型也是3。但对于那些122，123，等三个标记不是完全一样的单株，我们如何确定基因的基因型呢？如果表型足够准确，可以直接根据表型判定，但对玉米看来比较难，这就要对这些单株（这就是重组单株）的后代进行进一步的检测。如一个单株基因型是122，其BC5F3后代表型非常低（和低亲一致），则说明目标基因在该单株为1，同时也可以判定基因位于标记M1和M2之间。如果后代表型都很高，则说明基因在M2之后，其基因型为2，但不能判定在M2之前还是之后！还需要其他单株的情况来证明。如此类推，可以根据后代的表型判断上代单株目标基因的基因型。从而把QTL转换成孟德尔（1，2，3）因子，就可以直接把基因作为一个标记，而准确的予以定位！所以，小高海南播种的目的，是根据后代判断那些不能直接判断上代基因型单株的基因型！所以需要种植的材料就是这3个标记表现分离的单株！同时种植低亲作为对照！目的是确定基因在哪2个标记之间和计算遗传距离，并进一步开发标记精细定位，还不能够克隆。

3）图位克隆一个QTL的基本思路：

3.1
比如利用一个BC5F2的大群体，目前实验室的做法是所有单株都取DNA，然后开发标记去定位，这实际上加大了工作量3倍！通常的做法是，取群体的阴性单株DNA进行标记筛选。如小高的群体，理论上应该有3/4是高的，1/4是低的，那么只要对这些1/4单株取样（其基因的基因型都是1），然后围绕附近开发标记。比如一共找到1000株这样的矮单株，有一个标记在990个单株都是1，而有1个单株是2，说明该标记和该基因的大约距离是10/1000=1cM(这里是大约，还要转换，这个数字告诉我们要对一个QTL进行精细定位或者克隆，需要一个非常大的群体！如果要达到0.1cM,
平均要4000个单株才能找到一个重组单株！）。这种方法，在水稻等自交物种中比较好操作，因为其田间试验比较准确（请从事相关研究的同学细读张启发老师TAG关于GS3QTL克隆的文章，所谓细读就是要把其中每个细节弄清楚，刻在脑子里，细读过的可以来和我交流心得）；或者说，对那些绝对效应值比较大的性状，能够在群体中直接看到3：1的分离，比较容易操作！对目前小高这个QTL，尽管其效应值也高达20厘米，但是田间试验对玉米株高的误差很容易在10厘米以上，所以这种办法不可行！

3.2
另外一个办法就是，在种子或苗期就开始对DNA进行筛选，假设我们已经找到基因两侧的两个标记与基因的距离分别是1cM,
我们用这两个标记对种子或苗子进行筛选，都表现为1，或都表现为2或者3的不要（尽管里面有出现双交换的可能，概率是1/100*1/100=1/10000），我们可以直接判定这些单株的基因型，对那些两个标记表现不同的单株保留下来进行田间种植和进一步的后代试验确定其目标基因的基因型。从而可以直接把基因定位到一个比较小的范围或者拿到基因。这样大约在10000粒种子里可以找到200左右这样的单株（单交换单株），这样田间试验就非常容易操作。对于玉米而言，这种办法尤其好用，因为我们可以直接从种子里提取DNA，而种子可以继续保证发芽，即使只有80%的成功率，也是值得的！请小高等同学认真考虑，这几乎是你操作10000株以上大群体的唯一办法，如果种到地理，提DNA对于你来说工作量太大！田间实验也不可能准确！

（请相关同学，熟读去年SCIENCE关于脱粒QTL克隆的文章，尤其是其补充的材料方法，就是对水稻苗期直接进行筛选，大约筛选了12000颗苗子，请大家注意，该文章的作者只有3个人！science
311: 1936-1939）

本站推荐使用Firefox浏览器 ( 为什么？)

阅读

Posted in 科普文章 | No Comments »