遺傳作圖及基因定位(綜述)寫的很好

1、第三章第三章 遺傳作圖及基因遺傳作圖及基因/QTL定位定位1、作圖群體的建立、作圖群體的建立 建立完整的、高密度的分子遺傳圖譜是研究數(shù)量性狀基因的前提。 構(gòu)建遺傳圖譜的主要環(huán)節(jié)包括： 根據(jù)遺傳材料之間的多態(tài)性確定親本組合,建立作圖群體（作圖成功和高效的關(guān)鍵）; 群體中不同植株或品系的標(biāo)記基因型的分析； 標(biāo)記間連鎖群的確立。 第一節(jié)第一節(jié) 作圖群體的建立作圖群體的建立 要構(gòu)建DNA標(biāo)記連鎖圖譜，必須建立作圖群體。建立作圖群體需要考慮的重要因素包括親本的選配、分離群體類型的選擇及群體大小的確定等。 一、親本的選配一、親本的選配親本的選擇直接影響到構(gòu)建連鎖圖譜的難易程親本的選擇直接影響到構(gòu)建連鎖圖譜

2、的難易程度及所建圖譜的適用范圍。一般應(yīng)從四個方面對度及所建圖譜的適用范圍。一般應(yīng)從四個方面對親本進(jìn)行選擇，親本進(jìn)行選擇， 首先要考慮親本間的首先要考慮親本間的DNADNA多態(tài)性。親本之間的多態(tài)性。親本之間的DNADNA多態(tài)性與其親緣關(guān)系有著密切關(guān)系，這種親緣關(guān)多態(tài)性與其親緣關(guān)系有著密切關(guān)系，這種親緣關(guān)系可用地理的、形態(tài)的或同工酶多態(tài)性作為選擇系可用地理的、形態(tài)的或同工酶多態(tài)性作為選擇標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。 第二，選擇親本時應(yīng)盡量選用純度高的材料，并第二，選擇親本時應(yīng)盡量選用純度高的材料，并進(jìn)一步通過自交進(jìn)行純化。進(jìn)一步通過自交進(jìn)行純化。 第三，要考慮雜交后代的可育性。親本間的差異第三，要考慮雜交后代的可

3、育性。親本間的差異過大，雜種染色體之間的配對和重組會受到抑制，過大，雜種染色體之間的配對和重組會受到抑制，導(dǎo)致連鎖座位間的重組率偏低，并導(dǎo)致嚴(yán)重的偏導(dǎo)致連鎖座位間的重組率偏低，并導(dǎo)致嚴(yán)重的偏分離現(xiàn)象，降低所建圖譜的可信度和適用范圍；分離現(xiàn)象，降低所建圖譜的可信度和適用范圍；嚴(yán)重的還會降低雜種后代的結(jié)實率，甚至導(dǎo)致不嚴(yán)重的還會降低雜種后代的結(jié)實率，甚至導(dǎo)致不育，影響分離群體的構(gòu)建。育，影響分離群體的構(gòu)建。二、分離群體類型的選擇二、分離群體類型的選擇 根據(jù)其遺傳穩(wěn)定性可將分離群體分成兩大類：一類稱為暫根據(jù)其遺傳穩(wěn)定性可將分離群體分成兩大類：一類稱為暫時性分離群體，如時性分離群體，如F2、F3、F4

4、、BC、三交群體等，這類、三交群體等，這類群體中分離單位是個體，一經(jīng)自交或近交其遺傳組成就會群體中分離單位是個體，一經(jīng)自交或近交其遺傳組成就會發(fā)生變化，無法永久使用。另一類稱為永久性分離群體，發(fā)生變化，無法永久使用。另一類稱為永久性分離群體，如如RI、DH群體等，這類群體中分離單位是株系，不同株群體等，這類群體中分離單位是株系，不同株系之間存在基因型的差異，而株系內(nèi)個體間的基因型是相系之間存在基因型的差異，而株系內(nèi)個體間的基因型是相同且純合的，是自交不分離的。這類群體可通過自交或近同且純合的，是自交不分離的。這類群體可通過自交或近交繁殖后代，而不會改變?nèi)后w的遺傳組成，可以永久使用。交繁殖后代，

5、而不會改變?nèi)后w的遺傳組成，可以永久使用。 構(gòu)建構(gòu)建DNA連鎖圖譜可以選用不同類型的分離群體，它們連鎖圖譜可以選用不同類型的分離群體，它們各有其優(yōu)缺點，因此應(yīng)結(jié)合具體情況選用。各有其優(yōu)缺點，因此應(yīng)結(jié)合具體情況選用。（一）（一）F2代群體代群體 F2群體是常用的作圖群體，迄今大多數(shù)植物的群體是常用的作圖群體，迄今大多數(shù)植物的DNA標(biāo)記連鎖圖譜標(biāo)記連鎖圖譜都是用都是用F2群體構(gòu)建的。不論是自花授粉植物，還是異花授粉植物，群體構(gòu)建的。不論是自花授粉植物，還是異花授粉植物，建立建立F2群體都是容易的群體都是容易的，這是使用，這是使用F2群體進(jìn)行遺傳作圖的最大優(yōu)點。群體進(jìn)行遺傳作圖的最大優(yōu)點。但但F2群體

6、的一個不足之處是存在雜合基因型。對于顯性標(biāo)記，將無群體的一個不足之處是存在雜合基因型。對于顯性標(biāo)記，將無法識別顯性純合基因型和雜合基因型。由于這種基因型信息簡并現(xiàn)象法識別顯性純合基因型和雜合基因型。由于這種基因型信息簡并現(xiàn)象的存在，會降低作圖的精度。而為了提高精度，減小誤差，則必須使的存在，會降低作圖的精度。而為了提高精度，減小誤差，則必須使用用較大的群體，從而會增加較大的群體，從而會增加DNA標(biāo)記分析的費用標(biāo)記分析的費用。 F2群體的另一個缺點是不易長期保存，有性繁殖一代后，群體的群體的另一個缺點是不易長期保存，有性繁殖一代后，群體的遺傳結(jié)構(gòu)就會發(fā)生變化。為了延長遺傳結(jié)構(gòu)就會發(fā)生變化。為了延

7、長F2群體的使用時間，一種方法是群體的使用時間，一種方法是對其進(jìn)行無性繁殖，如進(jìn)行組織培養(yǎng)擴(kuò)繁。但這種方法不是所有的植對其進(jìn)行無性繁殖，如進(jìn)行組織培養(yǎng)擴(kuò)繁。但這種方法不是所有的植物都適用，且耗資費工。另一種方法是使用物都適用，且耗資費工。另一種方法是使用F2單株的衍生系（單株的衍生系（F3株株系或系或F4家系）。將衍生系內(nèi)多個單株混合提取家系）。將衍生系內(nèi)多個單株混合提取DNA，則能代表原則能代表原F2單株的單株的DNA組成。組成。為了保證這種代表性的真實可靠，衍生系中選取為了保證這種代表性的真實可靠，衍生系中選取的單株必須是隨機(jī)的，且數(shù)量要足夠多。這種方法對于那些繁殖系數(shù)的單株必須是隨機(jī)的，

8、且數(shù)量要足夠多。這種方法對于那些繁殖系數(shù)較大的自花授粉植物（如水稻、小麥等）特別適用。較大的自花授粉植物（如水稻、小麥等）特別適用。（二）（二）BC1群體群體 BC1（回交一代）也是一種常用的作圖群體。（回交一代）也是一種常用的作圖群體。BC1群群體中每一分離的基因座只有兩種基因型，它直接反映了體中每一分離的基因座只有兩種基因型，它直接反映了F1代配子的分離比例，因而代配子的分離比例，因而BC1群體的作圖效率最高群體的作圖效率最高，這是它優(yōu)于這是它優(yōu)于F2群體的地方。群體的地方。 雖然雖然BC1群體是一種很好的作圖群體，但它也與群體是一種很好的作圖群體，但它也與F2群群體一樣，存在不能長期保存

9、的問題?？梢杂皿w一樣，存在不能長期保存的問題?？梢杂肍2中使用的中使用的類似方法來延長類似方法來延長BC1群體的使用時間。另外，對于一些人群體的使用時間。另外，對于一些人工雜交比較困難的植物，工雜交比較困難的植物，BC1群體也不太合適，因為一是群體也不太合適，因為一是難以建立較大的難以建立較大的BC1群體，二是容易出現(xiàn)假雜種，造成作群體，二是容易出現(xiàn)假雜種，造成作圖的誤差。圖的誤差。（三）（三）RI群體群體 RI（重組自交系）群體是雜種后代經(jīng)過多代自交而產(chǎn)（重組自交系）群體是雜種后代經(jīng)過多代自交而產(chǎn)生的一種作圖群體，通常從生的一種作圖群體，通常從F2代開始，采用單粒傳的方代開始，采用單粒傳的方

10、法來建立。由于自交的作用是使基因型純合化，因此，法來建立。由于自交的作用是使基因型純合化，因此，RI群體中每個株系都是純合的，因而群體中每個株系都是純合的，因而RI群體是一種可以長期群體是一種可以長期使用的永久性分離群體。理論上，建立一個無限大的使用的永久性分離群體。理論上，建立一個無限大的RI群群體，必須自交無窮多代才能達(dá)到完全純合；建立一個有限體，必須自交無窮多代才能達(dá)到完全純合；建立一個有限大小的大小的RI群體則只需自交有限代。然而，即使是建立一個群體則只需自交有限代。然而，即使是建立一個通常使用的包含通常使用的包含100200個株系的個株系的RI群體，要達(dá)到完全純?nèi)后w，要達(dá)到完全純合，

11、所需的自交代數(shù)也是相當(dāng)多的。合，所需的自交代數(shù)也是相當(dāng)多的。 建立建立RI群體是非常費時的。在實際研究中，人們往往群體是非常費時的。在實際研究中，人們往往無法花費那么多時間來建立一個真正的無法花費那么多時間來建立一個真正的RI群體，群體，所以常常所以常常使用自交使用自交67代的代的“準(zhǔn)準(zhǔn)”RI群體。群體。 在在RI群體中，每一分離座位上只存在兩種基群體中，每一分離座位上只存在兩種基因型，且比例為因型，且比例為1:1。 RI群體的優(yōu)點是可以長期使用，可以進(jìn)行重群體的優(yōu)點是可以長期使用，可以進(jìn)行重復(fù)試驗。因此它除了可用于構(gòu)建分子標(biāo)記連鎖圖復(fù)試驗。因此它除了可用于構(gòu)建分子標(biāo)記連鎖圖外，外，特別適合于

12、數(shù)量性狀基因座（特別適合于數(shù)量性狀基因座（QTL）的定位）的定位研究研究。但是，考慮到構(gòu)建。但是，考慮到構(gòu)建RI群體要花費很長時間，群體要花費很長時間，如果僅是為了構(gòu)建分子標(biāo)記連鎖圖的話，選用如果僅是為了構(gòu)建分子標(biāo)記連鎖圖的話，選用RI群體是不明智的。另外，異花授粉植物由于存在群體是不明智的。另外，異花授粉植物由于存在自交衰退和不結(jié)實現(xiàn)象，建立自交衰退和不結(jié)實現(xiàn)象，建立RI群體也比較困難。群體也比較困難。（四）（四）DH群體群體 高等植物的單倍體（高等植物的單倍體（Haploid）是含有配子染色體數(shù)）是含有配子染色體數(shù)的個體。單倍體經(jīng)過染色體加倍形成的二倍體稱為加倍單的個體。單倍體經(jīng)過染色體加

13、倍形成的二倍體稱為加倍單倍體或雙單倍體（倍體或雙單倍體（DH）。）。DH植株是純合的，自交后即產(chǎn)植株是純合的，自交后即產(chǎn)生純系，因此生純系，因此DH群體可以穩(wěn)定繁殖，長期使用，是一種群體可以穩(wěn)定繁殖，長期使用，是一種永久性群體。永久性群體。 DH群體直接從群體直接從F1花粉經(jīng)培養(yǎng)產(chǎn)生，因而建立花粉經(jīng)培養(yǎng)產(chǎn)生，因而建立DH群體群體所需時間不多。但是，產(chǎn)生所需時間不多。但是，產(chǎn)生DH植株有賴于花培技術(shù)。有植株有賴于花培技術(shù)。有些植物的花藥培養(yǎng)非常困難，就無法通過花培來建立些植物的花藥培養(yǎng)非常困難，就無法通過花培來建立DH群體。另外，植物的花培能力跟基因型關(guān)系較大，因而花群體。另外，植物的花培能力跟

14、基因型關(guān)系較大，因而花培過程會對不同基因型的花粉產(chǎn)生選擇效應(yīng)，從而破壞培過程會對不同基因型的花粉產(chǎn)生選擇效應(yīng)，從而破壞DH群體的遺傳結(jié)構(gòu)，造成較嚴(yán)重的偏分離現(xiàn)象，這會影群體的遺傳結(jié)構(gòu)，造成較嚴(yán)重的偏分離現(xiàn)象，這會影響遺傳作圖的準(zhǔn)確性。因此，響遺傳作圖的準(zhǔn)確性。因此，如果是以構(gòu)建分子標(biāo)記連鎖如果是以構(gòu)建分子標(biāo)記連鎖圖為主要目的的話圖為主要目的的話，DH群體不是一種理想的作圖群體。群體不是一種理想的作圖群體。 利用重組自交系間互交構(gòu)建的利用重組自交系間互交構(gòu)建的永久性永久性F2群體群體（Immortalized F2），具有以下突出優(yōu)點：），具有以下突出優(yōu)點： 基因型組成類似于基因型組成類似于F2

15、群體群體, 具有豐富的遺傳具有豐富的遺傳信息；信息； 與與F2每種基因型僅一個單株相比，永久性每種基因型僅一個單株相比，永久性F2群體可有大量植株為同一基因型。群體可有大量植株為同一基因型。 該群體兼具該群體兼具F2和永久性作圖群體的優(yōu)勢，為遺和永久性作圖群體的優(yōu)勢，為遺傳研究提供了新的材料類型。傳研究提供了新的材料類型。 遺傳圖譜的分辨率和精度，很大程度上取決于群體大小。群遺傳圖譜的分辨率和精度，很大程度上取決于群體大小。群體越大，則作圖精度越高。但群體太大，不僅增大實驗工作體越大，則作圖精度越高。但群體太大，不僅增大實驗工作量，而且增加費用。因此確定合適的群體大小是十分必要的。量，而且增加

16、費用。因此確定合適的群體大小是十分必要的。在實際工作中，構(gòu)建分子標(biāo)記骨架連鎖圖可基于大群體中的在實際工作中，構(gòu)建分子標(biāo)記骨架連鎖圖可基于大群體中的一個隨機(jī)小群體（如一個隨機(jī)小群體（如150個單株或家系），當(dāng)需要精細(xì)地研個單株或家系），當(dāng)需要精細(xì)地研究某個連鎖區(qū)域時，再有針對性地在骨架連鎖圖的基礎(chǔ)上擴(kuò)究某個連鎖區(qū)域時，再有針對性地在骨架連鎖圖的基礎(chǔ)上擴(kuò)大群體。這種大小群體相結(jié)合的方法，既可達(dá)到研究的目的，大群體。這種大小群體相結(jié)合的方法，既可達(dá)到研究的目的，又可減輕工作量。又可減輕工作量。 總的說來，在分子標(biāo)記連鎖圖的構(gòu)建方面，為了達(dá)到彼此總的說來，在分子標(biāo)記連鎖圖的構(gòu)建方面，為了達(dá)到彼此相當(dāng)?shù)?/p>

17、作圖精度，所需的群體大小的順序為相當(dāng)?shù)淖鲌D精度，所需的群體大小的順序為F2RIBC1和和DH。三、群體大小的確定三、群體大小的確定3、QTL定位的方法定位的方法 QTL定位就是檢測分子標(biāo)記與定位就是檢測分子標(biāo)記與QTL間的連鎖關(guān)間的連鎖關(guān)系，同時還可以估計系，同時還可以估計QTL的效應(yīng)的效應(yīng)。 利用DNA標(biāo)記進(jìn)行QTL定位的遺傳學(xué)基礎(chǔ)是：當(dāng)分子標(biāo)記與某一個性狀的QTL連鎖時，不同標(biāo)記基因型的個體的表型值將存在顯著差異，分析這種差異，就可推斷與分子標(biāo)記相連鎖的QTL的位置和方法。 與飽和遺傳圖譜的構(gòu)建相適應(yīng)，QTL定位的統(tǒng)計分析方法也在不斷發(fā)展。 3.1 單標(biāo)記分析法 單標(biāo)記分析法就是通過t 測

18、驗、方差分析、回歸分析、似然比測驗或最大似然估計，比較某一標(biāo)記不同基因型數(shù)量性狀表型值間的差異，如果差異顯著，則說明控制數(shù)量性狀的如果差異顯著，則說明控制數(shù)量性狀的QTL與與該標(biāo)記有連鎖該標(biāo)記有連鎖，進(jìn)而估計其效應(yīng)。 單標(biāo)記分析法有一個顯著的優(yōu)點，即不需要完整的標(biāo)記連鎖圖，因而早期的QTL定位研究多采用這種方法。 但傳統(tǒng)的單標(biāo)記分析方法存在許多缺點： 不能確定標(biāo)記是與一個QTL連鎖還是與幾個QTL連鎖； 無法確切估計QTL的可能位置； 遺傳效應(yīng)與重組率混合在一起，導(dǎo)致低估了QTL的遺傳效應(yīng)； 容易出現(xiàn)假陽性； 檢測效率不高，所需的個體數(shù)較多, 對于某標(biāo)記而言，基因型缺失的個體必須剔除。 3.2

19、區(qū)間作圖法（Interval mapping, IM） 鑒于單標(biāo)記方法存在的問題，Lander 和Bostein(1989)提出了基于兩個側(cè)鄰標(biāo)記的區(qū)間作圖法。 該方法借助于完整的分子標(biāo)記連鎖圖譜，計算基因組任意位置上兩個相鄰標(biāo)記之間存在或不存在QTL的似然比的對數(shù)（LOD值）。 根據(jù)整個染色體上各點處的LOD值可以檢測出一個QTL在該染色體上存在與否的似然圖譜。當(dāng)LOD值超過某一給定的臨界值時，即表明存在一個QTL， 其置信區(qū)間為對應(yīng)于峰兩側(cè)各下降1個LOD值的圖譜區(qū)間。 與單標(biāo)記分析法相比，區(qū)間作圖法具有以下優(yōu)點： 能從支持區(qū)間推斷QTL的可能位置； 可利用標(biāo)記連鎖圖在全基因組系統(tǒng)地搜索Q

20、TL，假如一條染色體上只有一個QTL,QTL的位置和效應(yīng)估計漸近于無偏； QTL檢測所需的個體數(shù)大大減少。區(qū)間作圖法一度成為QTL作圖的標(biāo)準(zhǔn)方法。 但區(qū)間作圖法仍存在許多問題： 無法檢測上位性效應(yīng)上位性效應(yīng)和基因型與環(huán)境基因型與環(huán)境的互作； 當(dāng)相鄰QTL相距較近時，QTL間相互干擾使QTL的位置和效應(yīng)估計出現(xiàn)偏差； 每次檢驗僅用兩個標(biāo)記，其他標(biāo)記的信息未加利用。3.3 復(fù)合區(qū)間作圖法（Composite Interval Mapping, CIM） 復(fù)合區(qū)間作圖法是Zeng系統(tǒng)研究了多元線性回歸方法(一個因變量和多個自變量間的相關(guān)關(guān)系)進(jìn)行QTL作圖的理論基礎(chǔ)，進(jìn)而提出把多元回歸與區(qū)間作圖結(jié)合

21、起來的QTL定位方法。 該方法中擬合了其它遺傳標(biāo)記，即在對某一特定標(biāo)記區(qū)間進(jìn)行檢測時，將其它與QTL連鎖的標(biāo)記也擬合在模型中以檢測背景遺傳效應(yīng)。 復(fù)合區(qū)間作圖法的主要優(yōu)點是： 仍采用QTL似然圖來顯示QTL的可能位置及顯著程度，從而保持了區(qū)間作圖法的優(yōu)點； 一次只檢驗一個區(qū)間，把對多個QTL的多維搜索降低為一維搜索； 假如不存在上位性和QTL與環(huán)境互作，QTL的位置和效應(yīng)估計是漸近無偏的； 以所選擇的多個標(biāo)記為條件，在較大程度上控制了背景遺傳效應(yīng)，提高了作圖的精度和效率。 復(fù)合區(qū)間作圖法也存在一些問題，主要有： 不能分析上位性及QTL與環(huán)境互作等復(fù)雜的遺傳效應(yīng)；3.4多重區(qū)間作圖法（Multi

22、ple Interval Mapping, MIM） Kao 和Zeng等（1999）提出了多重區(qū)間作圖法進(jìn)行基因定位，這種方法也是以極大似然法極大似然法估算遺傳參數(shù)估算遺傳參數(shù)，突破了回歸方法的局限性, 可同時在多個區(qū)間上檢測多個QTL，使QTL作圖的精確度和有效性得到了改進(jìn)。 利用MIM法還能估計和分析QTL之間的上位性、個體的基因型值和數(shù)量性狀的遺傳力。但其計算相當(dāng)復(fù)雜，而且如何確定合適的臨界值目前尚無理論支持。3.5基于混合線性模型的復(fù)合區(qū)間作圖法（Mixed Composite Interval Mapping） 朱軍提出了用隨機(jī)效應(yīng)的預(yù)測方法獲得基因型效應(yīng)及基因型與環(huán)境互作效應(yīng)，然

23、后再用區(qū)間作圖法進(jìn)行遺傳主效應(yīng)及基因型與環(huán)境互作效應(yīng)的QTL分析。 該模型可以擴(kuò)展到分析具有加加、加顯、顯顯上位性的各項遺傳主效應(yīng)及其與環(huán)境互作效應(yīng)的QTL。 利用這些效應(yīng)估計值,可預(yù)測基于QTL 主效應(yīng)的普通雜種優(yōu)勢和基于QTL 與環(huán)境互作效應(yīng)的互作雜種優(yōu)勢。 但該模型在檢測上位性效應(yīng)、基因型與環(huán)境互作效應(yīng)的靈敏度有限，不同重復(fù)資料間的吻合性不高。NameSourceC o m p a n i o n programFunctionsDesignsMapmaker/QTL/pub/mapmaker3M a p m a k e r / M a p m

24、anager QTSIM/CIMBC,F2,F3QTL Cartographer/qtlcart/M a p m a k e r / M a p manager QTSIM/CIM,PTBCx,SFx,RFx,RI,othersMap manager QT/mapmgr.htmlQTL Cartographer/Mapmaker/QgeneSIM/CIM,PTBC,F2,RIQGeneTMMap manager QTSIM,PTBCx,F2,F3,DH,othersMapQTLTMhttp:/ww

25、w.cpro.dlo.nl/cbw/JoinmapSIM/CIM,PTBC,F2,Risx,DH,CPPLABQTLhttp:/www.unihohenheim.de/-ipspwww/soft.html-SIM/CIMBC,F2,SFxMQTLftp:/gnome.agrenv.mcgill.ca/pub/genetics/-sCIM,PTBC,DH,RIMultimapperhttp:/www.RNI.Helsinki.FI/mjs/QTL Cartographer/MapmakerCIMBC,F2The QTL Cafhttp:/sun1.bham.ac.uk/g.g.seaton/QT

26、L Cartographer/JoinmapSIMBC,F2,DH,RIEpistathttp:/ p r e a d s h e e t programPTBC,RIQTLMapperhttp:/ MCIMBC,F2,DH,RIJoinmaphttp:/www.kyazma.nl/?mc=JoinMap&sc=DownloadMapmaker BC,F2,DH,RI4、作物、作物QTL定位研究進(jìn)展定位研究進(jìn)展 隨著遺傳圖譜的日益飽和以及QTL定位方法的不斷完善，植物QTL定位研究發(fā)展很快，從模式植物水稻、擬南芥的深入研究逐步擴(kuò)展到玉米、小麥、大豆、棉花等重要作物的諸多重要性狀（表3）

27、。Plant/CropTraitAuthorYearArabodopsisFruit number, Bolting date, Flowering dateWeinig C et al.2003RiceBranching, floret formation, and pre-flowering floret abortion of rice panicleYamagishi J.2004 Developmental behavior of plant heightCao G.2001 Paste viscosity characteristicsBao J.S.2000 Seed dorma

28、ncy and heading dateLin S. Y.1998BarleyCallus growth,subsequent shoot differentiation ratio and green shoot ratio in immature embryo cultureMano Y. et al.2002 Resistance against powdery mildew; resistance against leaf rustBackes G. et al.2003MaizeGrain yield, grain moisture,plant heightHo J.C. et al

29、.2002 Grain dry milling properties, composition and vitreousnessSne M.2001 Downy mildew resistanceAgrama H.A.1999 Resistance to Sporisorium reilianaLbberstedt T.1999WheatFusarium head blight resistanceBuerstmayr H.2003 Grain protein contentPrasad M.2003TomatoPhysical and chemical traitsSaliba-Colomb

30、ani V.2001CottonYield and fiber quality traitsUllo M2005 Fiber-related traitsMei M2004 Fiber strengthZhang TZ2003 Agronomic and fiber quality traitsUllo M2000 4.1效應(yīng)相反QTL的分布 不同效應(yīng)的QTL在各個親本中的分布較復(fù)雜，許多研究表明，在親本中存在對立效應(yīng)的QTL，即在高值親本中有減效QTL，低值親本中有增效QTL。 有的“感”品種竟含有“極抗”的QTL，其效應(yīng)比“抗”品種中的“抗”QTL還大，只是被緊密連鎖的“感”QTL所掩蓋，

31、發(fā)生重組后才可能被檢測出來。 這可能是由于不利連鎖所致，它解釋了數(shù)量性這可能是由于不利連鎖所致，它解釋了數(shù)量性狀超親分離的原因。狀超親分離的原因。4.2 QTL動態(tài)定位 按照發(fā)育遺傳學(xué)的理論，基因在個體發(fā)育的不同階段是有選擇性表達(dá)的。不同發(fā)育階段數(shù)量基因的表達(dá)容易受到與其它基因及與環(huán)境互作的影響。數(shù)量性狀的遺傳表達(dá)與發(fā)育階段密切相關(guān)，存在基因表達(dá)的發(fā)育階段性，不同發(fā)育階段的性狀變化是基因的選擇性有序表達(dá)的結(jié)果。 吳為人等針對基因在個體發(fā)育不同階段的選擇性時空表達(dá)提出了QTL動態(tài)定位動態(tài)定位（dynamic mapping）,并利用水稻分蘗模式進(jìn)行了動態(tài)定位研究。 其他研究者利用水稻株高、水稻干

32、物質(zhì)和葉挺長、水稻最大根長也進(jìn)行了類似的研究。 研究數(shù)量性狀在發(fā)育不同時段的基因表達(dá)和效應(yīng)進(jìn)行，有助于揭示數(shù)量性狀發(fā)育的分子遺傳機(jī)理。QTL的動態(tài)定位能揭示QTL的動態(tài)表達(dá)，從而可以提高定位的效率。4.3 分離群體分組分析方法的應(yīng)用分離群體分組分析方法的應(yīng)用 Michelmore(1991)提出分離群體分組分析方提出分離群體分組分析方法（法（BSA法）法）作為快速鑒別與特定質(zhì)量性狀基因或染色體區(qū)域相連鎖的標(biāo)記已得到廣泛的應(yīng)用； 將高值和低值兩組個體的DNA分別混合，形成兩個DNA池，然后檢測兩池間的遺傳多態(tài)性。在兩池間表現(xiàn)出差異的分子標(biāo)記即被認(rèn)為與QTL連鎖。從而可以大幅度減少需要檢測的DNA

33、樣品的數(shù)量。 但該法只能用于單個性狀的QTL分析，且靈敏度和精確度都較低，一般只能檢測出效應(yīng)較大的QTL。4.4 QTL比較定位比較定位 相關(guān)物種的基因組是由共同的原始基因組進(jìn)化而來，因而它們彼此之間存在著一定程度的相似性。相關(guān)物種的基因組在某些區(qū)段上具有共線性，在進(jìn)化過程中基因的排列順序相當(dāng)保守。因而可以采用同樣一套DNA探針，比較不同物種相似性狀的QTL在連鎖圖上的位置，這就是QTL的比較定位。5、QTL的精細(xì)定位及克隆的精細(xì)定位及克隆 對QTL研究的一個重要目標(biāo)就是將QTL上的基基因克隆分離出來因克隆分離出來，用于基因工程操作。 目前用于QTL定位的群體一般為初級定位群體，大多數(shù)QTL定

34、位的精度只在10-20cM，這一精度無法區(qū)分是單個基因還是多個QTL位點連鎖的多基因成分。對于克隆來說還太粗糙。而且這一基因組區(qū)域很可能包含控制同一性狀的幾個相反的QTL，這勢必影響改良的性狀在這一區(qū)域的遺傳獲得量和育種值。 要提高基于QTL的選擇效果，就必須構(gòu)建次級定位群體，消除群體內(nèi)背景遺傳因子的干擾。這些群體包括： 近等基因系近等基因系（near isogenic lines, NIL）、 回交近交系群體(backcross inbred lines, BIL) 單片段代換系群體(single segment substitution lines, SSSL)等。 這類群體是由供體親本與

35、受體親本經(jīng)過多代回交以后選育形成的，株系間除目的性狀外遺傳背景基本一致。 可以將遺傳背景的干擾效應(yīng)降低至最小，極大地提高QTL定位的精度。在此基礎(chǔ)上，通過染色體登陸和行走，最終可以實現(xiàn)QTL的克隆。 Martin等（1993）首次報道了以圖譜為基礎(chǔ)的基因克隆在植物上的應(yīng)用：利用抗病、感病的近等基因系雜交獲得F2群體，最終獲得了抗番茄莖腐病的主效基因PTO； 其它作物上也有許多重要性狀主效QTL的精細(xì)定位和克隆。 目前作物上定位的諸多目前作物上定位的諸多QTL 還很難付諸育種實還很難付諸育種實踐，這是因為連鎖作圖在分析數(shù)量性狀基因方踐，這是因為連鎖作圖在分析數(shù)量性狀基因方面存在一些問題：（面存在

36、一些問題：（1） QTL 檢測主要依賴一檢測主要依賴一個或少數(shù)幾個親本組合，以此進(jìn)行個或少數(shù)幾個親本組合，以此進(jìn)行MAS不能有不能有效利用更多的種質(zhì)資源和更廣泛的遺傳多樣性。效利用更多的種質(zhì)資源和更廣泛的遺傳多樣性。 （2）來自于種間雜交群體定位的）來自于種間雜交群體定位的QTL，難以，難以直接應(yīng)用于陸地棉的直接應(yīng)用于陸地棉的MAS；而來自陸地棉種內(nèi)；而來自陸地棉種內(nèi)雜交群體定位的雜交群體定位的QTL，具有較強(qiáng)的，具有較強(qiáng)的“群體專一群體專一性性”，在其他育種群體后代中進(jìn)行，在其他育種群體后代中進(jìn)行MAS 時仍時仍然存在一定的困難。大多數(shù)然存在一定的困難。大多數(shù)QTL 尚需在育種親尚需在育種親

37、本和種質(zhì)資源群體中進(jìn)一步證實。本和種質(zhì)資源群體中進(jìn)一步證實。近年來，應(yīng)用關(guān)聯(lián)作圖（近年來，應(yīng)用關(guān)聯(lián)作圖（Association mapping，AM）解析植）解析植物數(shù)量性狀基因已成為目前國際植物基因組學(xué)研究的熱點之一。物數(shù)量性狀基因已成為目前國際植物基因組學(xué)研究的熱點之一。關(guān)聯(lián)作圖又稱關(guān)聯(lián)分析（關(guān)聯(lián)作圖又稱關(guān)聯(lián)分析（Association analysis）或連鎖不平衡）或連鎖不平衡作圖（作圖（Linkage disequilibrium mapping，LDmapping），曾），曾廣泛應(yīng)用于人類遺傳學(xué)研究中（廣泛應(yīng)用于人類遺傳學(xué)研究中（Ruth 等，等，1999）。一般以群體）。一般以群體結(jié)構(gòu)非固定的自然群體（種內(nèi)）或種質(zhì)資源群體為研究對象，以結(jié)構(gòu)非固定的自然群體（種內(nèi)）或種質(zhì)資源群體為研究對象，以長期重組后保留下來的基因（位點）間連鎖不平衡為基礎(chǔ)，在獲長期重組后保留下來的基因（位點）間連鎖不平衡為基礎(chǔ)，在獲得群體表型數(shù)據(jù)與