連結作物外表型態與遺傳因子是分子輔助育種的重要步驟，面對多個基因共同控制的數量型性狀，MutMap 結合了化學誘變劑和高通量定序，透過簡單的 SNP index 計算就可以在 F2 的定序結果中取得造成性狀差異的候選 SNP。

論文速讀

MutMap 流程

由圖一可見簡化的整體流程，以 EMS 對已經有參考基因體序列的水稻品種誘導突變，所得到的突變株族群為 M1。將 M1 自交以取得突變基因為同質結合的 M2 或更多次自交的後代族群，在同質結合的族群中篩選具有隱性遺傳的重要農藝性狀之突變株，此處的重要性狀例如株高、分蘗數、以及每穗穀粒數。篩選所得的突變株將與誘導突變所用的品種野生型雜交，得到的 F1 再自交得 F2 族群，對此族群中的具有突變性狀的植株之 DNA 定序。定序結果中大部分的 SNP 與野生型相比，應該會呈現一半一半的狀況，但如果是與性狀共分離的 SNP 則應該會呈現全數與野生型參考基因體不同，因為導致突變性狀的基因座必定是同質合子，在此作者定義了 SNP index 來量化此數值。由下方的實際範例將可以看到實際使用的情形。

以葉色淡的突變株為例使用 MutMap 篩選 SNP

研究團隊準備了 12,000 株 EMS 誘變的水稻，估計每棵平均有 1499 個 SNP，作為概念驗證，取其中兩棵葉色較淡的突變株進行試驗。每棵與野生型雜交再自交都取得了超過兩百顆 F2 子代。

由圖二上半部可見右側兩顆突變株的葉色較淺、SPAD value 較野生型低，圖二下半部為 SNP index 計算結果，顯示兩顆突變株分別在十號與一號染色體末端有高峰。

檢視造成高峰的 SNP 位置，觀察到位於其中一個 SNP 位於 chlorophyllide a oxygenase (OsCAO1) 基因的外顯子區段內，造成 L253F 的突變 (CTT→TTT)另外還有一個 SNP 位於 zinc finger–RING/FYVE/PHD-type domain 基因的蛋白質編碼序列中並且造成 A106V 的突變 (GCA→GTA)。

研究團隊針對 OsCAO1 深入研究，前人研究的 OsCAO1 T-DNA 突變株具有較低濃度的葉綠素，為了驗證他們手邊的突變株具有較淡的葉色就是因為 OsCAO1 基因的非同義取代突變，圖三中展示了將該基因導入突變株以及應用 RNAi 技術準備的 knockdown 轉殖株會直接地影響葉色性狀。

用 MutMap 找尋影響農藝性狀

下一步研究團隊應用 MutMap 來尋找跟農藝性狀有關的基因，他們挑選了 semidwarf 和雄不稔性狀來試驗，針對不同的性狀都找到了個別的 SNP index 高峰，且至少四個 SNP 位於蛋白質編碼區段內。其中圖四 c 的第二與第五張圖中，可見多個高峰或是較寬的候選 SNP 範圍，則有可能是因為 F2 的生存率受到影響，或是突變位點接近 centromere。

讀後感

MutMap 真是個很酷的方法，跟傳統方法並用的話應該會很有幫助，比如先用 QTL mapping 掃瞄出較粗略的範圍，再用 MutMap 於區間中找到影響的基因，但是也要注意這個方法的局限性，在於隱性的基因性狀與 SNP 而已。

論文下載連結：https://www.nature.com/articles/nbt.2095

Abe, A., Kosugi, S., Yoshida, K. et al. Genome sequencing reveals agronomically important loci in rice using MutMap. Nat Biotechnol 30, 174–178 (2012). https://doi.org/10.1038/nbt.2095