第十章-分子遺傳標(biāo)記在-家畜育種中的應(yīng)用課件

第十章分子遺傳標(biāo)記在家畜育種中的應(yīng)用第十章分子遺傳標(biāo)記在家畜育種中的應(yīng)用1繁殖生物技術(shù)應(yīng)用人工授精（ArtificialInsemination）鮮精：1－2天，受精率高凍精：時(shí)間長，受精率低作用：1)增加公畜的配種任務(wù)，獲得大量優(yōu)良種畜后代；2)使得種公畜使用不受時(shí)間和地域限制；擴(kuò)大種公畜的遺傳改良作用；3)有利于家畜品種資源保護(hù)。繁殖生物技術(shù)應(yīng)用人工授精（ArtificialInsemi2第十章-分子遺傳標(biāo)記在-家畜育種中的應(yīng)用課件3第十章-分子遺傳標(biāo)記在-家畜育種中的應(yīng)用課件4性別控制與胚胎性別鑒定作用：1)增加家畜特定的性別比例，提高生產(chǎn)效率；2)根據(jù)育種需要，靈活選擇性別比例。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物

作用：提高生產(chǎn)性能，實(shí)現(xiàn)抗病育種；生產(chǎn)特定的肽和蛋白質(zhì)。性別控制與胚胎性別鑒定5胚胎分割作用：產(chǎn)生較多可用胚胎；同卵雙生子的應(yīng)用。胚胎細(xì)胞克隆作用：可產(chǎn)生更多的胚胎；可建立純系。胚胎分割6分子標(biāo)記概念：不同個(gè)體之間在某些位點(diǎn)上，其DNA序列會出現(xiàn)差異，這些位點(diǎn)就可用作遺傳標(biāo)記，稱為分子標(biāo)記或DNA標(biāo)記（molecularmarker）。分子標(biāo)記概念：7種類：

I型標(biāo)記：出現(xiàn)在一個(gè)基因之內(nèi)影響到該基因的功能，進(jìn)而影響性狀的表型的分子標(biāo)記。

II類標(biāo)記：與基因功能無關(guān)的分子標(biāo)記，也可稱為匿名標(biāo)記（anonymousmarker）。種類：8RFLP：限制性酶切片段長度多態(tài)性，是指用限制性內(nèi)切酶酶切不同個(gè)體的基因組DNA后，所得的含有同源序列的酶切片段在長度上所存在的差異。

主要的分子標(biāo)記類型

RFLP：主要的分子標(biāo)記類型9RAPD：隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA（randomlyamplifiedpolymorphicDNA），用隨機(jī)序列組成的寡核苷酸作為引物，通過PCR反應(yīng)擴(kuò)增所獲得的長度不同的多態(tài)性DNA片段。

RAPD：10VNTR:可變數(shù)目串狀重復(fù)（variablenumbertandemrepeat），在真核生物的基因組中，存在許多串狀重復(fù)序列。由于重復(fù)單位的重復(fù)次數(shù)在個(gè)體間有很大差異，因而可作為一種遺傳標(biāo)記，

按重復(fù)單位的大小，可分為微衛(wèi)星標(biāo)記（microsatelite）和小衛(wèi)星標(biāo)記（minisatelite）

VNTR:11AFLP擴(kuò)增片段長度多態(tài)性（amplifiedfragmentlengthpolymorphism），是指通過特定引物和DNA多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerasechainreaction,PCR）復(fù)制并擴(kuò)增不同個(gè)體基因組DNA模板后，所得擴(kuò)增片段在長度上的差異。SNPs：單核苷酸多態(tài)（singlenucleotidepolymorphisms），這是指在單個(gè)核甘酸上的突變所引起的多態(tài)，多是雙等位基因，且某一等位基因的頻率不低于1%。AFLP12優(yōu)點(diǎn)：多態(tài)程度高；數(shù)量多，且均勻地覆蓋整個(gè)基因組；測定不受年齡、性別、環(huán)境等因素的限制；符合孟德爾遺傳規(guī)律，能夠準(zhǔn)確判別所有可能的基因型。優(yōu)點(diǎn)：13應(yīng)用：-

遺傳連鎖圖譜構(gòu)建、

QTL的檢測-

標(biāo)記輔助選擇或?qū)?

遺傳多樣性研究-

研究品種起源與進(jìn)化-

親子鑒定疾病診斷應(yīng)用：14

遺傳連鎖圖譜構(gòu)建連鎖圖譜（linkagemap）或遺傳圖譜（geneticmap）多個(gè)基因或分子標(biāo)記按其相互間的遺傳距離在同一染色體上的線性排列。

遺傳連鎖圖譜構(gòu)建連鎖圖譜（linkagemap）或遺傳圖15原理：

基因或標(biāo)記在配子形成過程中發(fā)生重組。

基因或標(biāo)記座位的距離越大，重組發(fā)生概率就越大。

原理：

基因或標(biāo)記在配子形成過程中發(fā)生重組。基因16基因間的遺傳距離用圖距度量，圖距的單位是摩根（Morgan或M）或厘摩（centi-Morgan或cM）基因間的遺傳距離用圖距度量17圖距函數(shù)（mapfunction）

Haldane圖距函數(shù)假定不同座位之間的交換是彼此獨(dú)立的（無干擾），其函數(shù)式為：Kosambi圖距函數(shù)考慮了不同座位之間的交換存在干擾的情況，其函數(shù)式為圖距函數(shù)（mapfunction）Kosambi圖距函數(shù)18數(shù)量性狀基因座位定位主基因：對數(shù)量性狀有明顯作用的仍然處于分離狀態(tài)的單個(gè)基因。一般認(rèn)為基因的效應(yīng)（兩種純合基因型的基因型值之差）達(dá)到0.5~1.0表型標(biāo)準(zhǔn)差。數(shù)量性狀基因座（quantitativetraitloci,QTL）：對數(shù)量性狀有較大效應(yīng)的，且能夠被檢測出的單個(gè)基因或染色體片段。數(shù)量性狀基因座位定位主基因：對數(shù)量性狀有明顯作用的仍然處于分19QTL檢測的方法標(biāo)記-QTL連鎖分析（marker-QTLlinkageanalysis），也稱為基因組掃描（genomescanning）候選基因分析（candidategeneapproach）QTL檢測的方法標(biāo)記-QTL連鎖分析（marker-QTL20標(biāo)記-QTL連鎖分析原理：遺傳標(biāo)記座位等位基因與QTL等位基因之間存在連鎖不平衡關(guān)系，通過對遺傳標(biāo)記從親代到子代遺傳過程的追蹤以及它們在群體中的分離與數(shù)量性狀表現(xiàn)之間的關(guān)系的分析，來判斷是否有QTL存在、它們在染色體上的相對位置以及它們的效應(yīng)大小。標(biāo)記-QTL連鎖分析原理：21標(biāo)記-QTL連鎖分析的基本步驟

實(shí)驗(yàn)群體設(shè)計(jì)

選擇合適的遺傳標(biāo)記

收集、整理標(biāo)記基因型和數(shù)量性狀數(shù)據(jù)構(gòu)建標(biāo)記連鎖圖譜

QTL的檢測與參數(shù)估計(jì)

標(biāo)記-QTL連鎖分析的基本步驟實(shí)驗(yàn)群體設(shè)計(jì)22試驗(yàn)設(shè)計(jì)

基于近交系或品系（種）雜交的試驗(yàn)設(shè)計(jì)用兩個(gè)在數(shù)量性狀上有較大差異（最好是處于兩個(gè)極端）的近交系或品系或品種雜交，在此基礎(chǔ)上可進(jìn)行各種試驗(yàn)設(shè)計(jì)?；亟辉O(shè)計(jì)F2設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)基于近交系或品系（種）雜交的試驗(yàn)設(shè)計(jì)23基于家系的試驗(yàn)設(shè)計(jì)半同胞家系（Half-sibFamilies）設(shè)計(jì)：女兒設(shè)計(jì)孫女設(shè)計(jì)全同胞家系設(shè)計(jì)混合家系設(shè)計(jì)基于家系的試驗(yàn)設(shè)計(jì)24QTL檢測及QTL參數(shù)估計(jì)

單標(biāo)記分析

假設(shè)在兩個(gè)親本近交系中在所考察的數(shù)量性狀上的差異主要由一個(gè)QTL引起，該QTL與一個(gè)標(biāo)記連鎖，它們之間的重組率為r。假定它們在標(biāo)記和QTL上都已完全固定，因而可假定在第一個(gè)親本系（P1）中，所有個(gè)體標(biāo)記和QTL的基因型為M1Q1/M1Q1，在第二個(gè)親本系（P2）中，標(biāo)記和QTL的基因型為M2Q2/M2Q2。

QTL檢測及QTL參數(shù)估計(jì)單標(biāo)記分析25第十章-分子遺傳標(biāo)記在-家畜育種中的應(yīng)用課件26如果這兩個(gè)親本系間的差異確實(shí)主要由該QTL引起，且QTL確實(shí)與標(biāo)記連鎖（r<0.5），則這兩組個(gè)體的平均數(shù)就會有差異，據(jù)此可用均數(shù)差異的t檢驗(yàn)法對以上假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)：如果這兩個(gè)親本系間的差異確實(shí)主要由該QTL引起，且QTL確實(shí)27區(qū)間定位（IntervalMapping）

在一個(gè)已知連鎖圖譜（即標(biāo)記之間的排列順序和它們之間的距離已知）的標(biāo)記連鎖群內(nèi),依次在每個(gè)由相鄰標(biāo)記構(gòu)成的區(qū)間內(nèi)的各個(gè)點(diǎn)上,利用兩個(gè)側(cè)翼標(biāo)記的信息檢測QTL。區(qū)間定位（IntervalMapping）28例如區(qū)間（M，N），兩個(gè)標(biāo)記之間的重組率為R（已知），設(shè)有一QTL位于它們之間的某一位置，QTL與標(biāo)記M之間的重組率為r1，與N之間的重組率為r2。設(shè)兩個(gè)近交親本系中的標(biāo)記-QTL基因型為M1Q1N1/M1Q1N1和M2Q2N2/M2Q2N2，在F1中則為M1Q1N1/M2Q2N2。F1與第一親本回交，在回交中可有四種標(biāo)記基因型

例如區(qū)間（M，N），兩個(gè)標(biāo)記之間的重組率為R（已知），設(shè)有一29第十章-分子遺傳標(biāo)記在-家畜育種中的應(yīng)用課件30第十章-分子遺傳標(biāo)記在-家畜育種中的應(yīng)用課件31復(fù)合區(qū)間定位將區(qū)間定位與多元回歸相結(jié)合，利用在所考察的區(qū)間以外的其它標(biāo)記來消除其它可能存在的QTL的影響。復(fù)合區(qū)間定位32候選基因分析

概念：從一些可能是QTL的基因（即候選基因）中篩選QTL。

ESR雌激素受體基因候選基因分析概念：ESR雌激素受體基因33基本步驟

選擇候選基因依據(jù)所掌握的生物學(xué)或生理學(xué)知識；選擇在人類或小鼠或其他物種中發(fā)現(xiàn)的具有較大效應(yīng)的突變基因作為候選基因。獲得用于擴(kuò)增基因的引物序列基本步驟選擇候選基因34檢測候選基因內(nèi)的多態(tài)性研究候選基因與性狀的關(guān)系檢測候選基因內(nèi)的多態(tài)性35標(biāo)記輔助選擇

原理：

檢測與QTL連鎖的分子標(biāo)記基因型，并將這些基因型信息應(yīng)用到個(gè)體的遺傳評定中，從而決定個(gè)體的選留。優(yōu)點(diǎn)：選擇準(zhǔn)確性高；對于限性性狀、屠宰性狀選擇有利；有利于早期選擇。標(biāo)記輔助選擇原理：36第十章-分子遺傳標(biāo)記在-家畜育種中的應(yīng)用課件37標(biāo)記輔助選擇方法Marker-BLUP

同時(shí)利用表型、系譜和標(biāo)記的信息進(jìn)行個(gè)體育種值估計(jì)。個(gè)體育種值＝QTL育種值＋多基因育種值標(biāo)記輔助選擇方法Marker-BLUP38兩階段選擇

在畜禽生長早期階段，根據(jù)標(biāo)記信息進(jìn)行選擇，將攜帶有理想標(biāo)記等位基因的個(gè)體選留。在性能測定階段，根據(jù)BLUP育種值進(jìn)行選擇。兩階段選擇39習(xí)題解釋如下名詞分子標(biāo)記遺傳連鎖圖譜數(shù)量性狀座位標(biāo)記輔助選擇習(xí)題解釋如下名詞40第十章分子遺傳標(biāo)記在家畜育種中的應(yīng)用第十章分子遺傳標(biāo)記在家畜育種中的應(yīng)用41繁殖生物技術(shù)應(yīng)用人工授精（ArtificialInsemination）鮮精：1－2天，受精率高凍精：時(shí)間長，受精率低作用：1)增加公畜的配種任務(wù)，獲得大量優(yōu)良種畜后代；2)使得種公畜使用不受時(shí)間和地域限制；擴(kuò)大種公畜的遺傳改良作用；3)有利于家畜品種資源保護(hù)。繁殖生物技術(shù)應(yīng)用人工授精（ArtificialInsemi42第十章-分子遺傳標(biāo)記在-家畜育種中的應(yīng)用課件43第十章-分子遺傳標(biāo)記在-家畜育種中的應(yīng)用課件44性別控制與胚胎性別鑒定作用：1)增加家畜特定的性別比例，提高生產(chǎn)效率；2)根據(jù)育種需要，靈活選擇性別比例。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物

作用：提高生產(chǎn)性能，實(shí)現(xiàn)抗病育種；生產(chǎn)特定的肽和蛋白質(zhì)。性別控制與胚胎性別鑒定45胚胎分割作用：產(chǎn)生較多可用胚胎；同卵雙生子的應(yīng)用。胚胎細(xì)胞克隆作用：可產(chǎn)生更多的胚胎；可建立純系。胚胎分割46分子標(biāo)記概念：不同個(gè)體之間在某些位點(diǎn)上，其DNA序列會出現(xiàn)差異，這些位點(diǎn)就可用作遺傳標(biāo)記，稱為分子標(biāo)記或DNA標(biāo)記（molecularmarker）。分子標(biāo)記概念：47種類：

I型標(biāo)記：出現(xiàn)在一個(gè)基因之內(nèi)影響到該基因的功能，進(jìn)而影響性狀的表型的分子標(biāo)記。

II類標(biāo)記：與基因功能無關(guān)的分子標(biāo)記，也可稱為匿名標(biāo)記（anonymousmarker）。種類：48RFLP：限制性酶切片段長度多態(tài)性，是指用限制性內(nèi)切酶酶切不同個(gè)體的基因組DNA后，所得的含有同源序列的酶切片段在長度上所存在的差異。

主要的分子標(biāo)記類型

RFLP：主要的分子標(biāo)記類型49RAPD：隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA（randomlyamplifiedpolymorphicDNA），用隨機(jī)序列組成的寡核苷酸作為引物，通過PCR反應(yīng)擴(kuò)增所獲得的長度不同的多態(tài)性DNA片段。

RAPD：50VNTR:可變數(shù)目串狀重復(fù)（variablenumbertandemrepeat），在真核生物的基因組中，存在許多串狀重復(fù)序列。由于重復(fù)單位的重復(fù)次數(shù)在個(gè)體間有很大差異，因而可作為一種遺傳標(biāo)記，

按重復(fù)單位的大小，可分為微衛(wèi)星標(biāo)記（microsatelite）和小衛(wèi)星標(biāo)記（minisatelite）

VNTR:51AFLP擴(kuò)增片段長度多態(tài)性（amplifiedfragmentlengthpolymorphism），是指通過特定引物和DNA多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerasechainreaction,PCR）復(fù)制并擴(kuò)增不同個(gè)體基因組DNA模板后，所得擴(kuò)增片段在長度上的差異。SNPs：單核苷酸多態(tài)（singlenucleotidepolymorphisms），這是指在單個(gè)核甘酸上的突變所引起的多態(tài)，多是雙等位基因，且某一等位基因的頻率不低于1%。AFLP52優(yōu)點(diǎn)：多態(tài)程度高；數(shù)量多，且均勻地覆蓋整個(gè)基因組；測定不受年齡、性別、環(huán)境等因素的限制；符合孟德爾遺傳規(guī)律，能夠準(zhǔn)確判別所有可能的基因型。優(yōu)點(diǎn)：53應(yīng)用：-

遺傳連鎖圖譜構(gòu)建、

QTL的檢測-

標(biāo)記輔助選擇或?qū)?

遺傳多樣性研究-

研究品種起源與進(jìn)化-

親子鑒定疾病診斷應(yīng)用：54

遺傳連鎖圖譜構(gòu)建連鎖圖譜（linkagemap）或遺傳圖譜（geneticmap）多個(gè)基因或分子標(biāo)記按其相互間的遺傳距離在同一染色體上的線性排列。

遺傳連鎖圖譜構(gòu)建連鎖圖譜（linkagemap）或遺傳圖55原理：

基因或標(biāo)記在配子形成過程中發(fā)生重組。

基因或標(biāo)記座位的距離越大，重組發(fā)生概率就越大。

原理：

基因或標(biāo)記在配子形成過程中發(fā)生重組?；?6基因間的遺傳距離用圖距度量，圖距的單位是摩根（Morgan或M）或厘摩（centi-Morgan或cM）基因間的遺傳距離用圖距度量57圖距函數(shù)（mapfunction）

Haldane圖距函數(shù)假定不同座位之間的交換是彼此獨(dú)立的（無干擾），其函數(shù)式為：Kosambi圖距函數(shù)考慮了不同座位之間的交換存在干擾的情況，其函數(shù)式為圖距函數(shù)（mapfunction）Kosambi圖距函數(shù)58數(shù)量性狀基因座位定位主基因：對數(shù)量性狀有明顯作用的仍然處于分離狀態(tài)的單個(gè)基因。一般認(rèn)為基因的效應(yīng)（兩種純合基因型的基因型值之差）達(dá)到0.5~1.0表型標(biāo)準(zhǔn)差。數(shù)量性狀基因座（quantitativetraitloci,QTL）：對數(shù)量性狀有較大效應(yīng)的，且能夠被檢測出的單個(gè)基因或染色體片段。數(shù)量性狀基因座位定位主基因：對數(shù)量性狀有明顯作用的仍然處于分59QTL檢測的方法標(biāo)記-QTL連鎖分析（marker-QTLlinkageanalysis），也稱為基因組掃描（genomescanning）候選基因分析（candidategeneapproach）QTL檢測的方法標(biāo)記-QTL連鎖分析（marker-QTL60標(biāo)記-QTL連鎖分析原理：遺傳標(biāo)記座位等位基因與QTL等位基因之間存在連鎖不平衡關(guān)系，通過對遺傳標(biāo)記從親代到子代遺傳過程的追蹤以及它們在群體中的分離與數(shù)量性狀表現(xiàn)之間的關(guān)系的分析，來判斷是否有QTL存在、它們在染色體上的相對位置以及它們的效應(yīng)大小。標(biāo)記-QTL連鎖分析原理：61標(biāo)記-QTL連鎖分析的基本步驟

實(shí)驗(yàn)群體設(shè)計(jì)

選擇合適的遺傳標(biāo)記

收集、整理標(biāo)記基因型和數(shù)量性狀數(shù)據(jù)構(gòu)建標(biāo)記連鎖圖譜

QTL的檢測與參數(shù)估計(jì)

標(biāo)記-QTL連鎖分析的基本步驟實(shí)驗(yàn)群體設(shè)計(jì)62試驗(yàn)設(shè)計(jì)

基于近交系或品系（種）雜交的試驗(yàn)設(shè)計(jì)用兩個(gè)在數(shù)量性狀上有較大差異（最好是處于兩個(gè)極端）的近交系或品系或品種雜交，在此基礎(chǔ)上可進(jìn)行各種試驗(yàn)設(shè)計(jì)?；亟辉O(shè)計(jì)F2設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)基于近交系或品系（種）雜交的試驗(yàn)設(shè)計(jì)63基于家系的試驗(yàn)設(shè)計(jì)半同胞家系（Half-sibFamilies）設(shè)計(jì)：女兒設(shè)計(jì)孫女設(shè)計(jì)全同胞家系設(shè)計(jì)混合家系設(shè)計(jì)基于家系的試驗(yàn)設(shè)計(jì)64QTL檢測及QTL參數(shù)估計(jì)

單標(biāo)記分析

假設(shè)在兩個(gè)親本近交系中在所考察的數(shù)量性狀上的差異主要由一個(gè)QTL引起，該QTL與一個(gè)標(biāo)記連鎖，它們之間的重組率為r。假定它們在標(biāo)記和QTL上都已完全固定，因而可假定在第一個(gè)親本系（P1）中，所有個(gè)體標(biāo)記和QTL的基因型為M1Q1/M1Q1，在第二個(gè)親本系（P2）中，標(biāo)記和QTL的基因型為M2Q2/M2Q2。

QTL檢測及QTL參數(shù)估計(jì)單標(biāo)記分析65第十章-分子遺傳標(biāo)記在-家畜育種中的應(yīng)用課件66如果這兩個(gè)親本系間的差異確實(shí)主要由該QTL引起，且QTL確實(shí)與標(biāo)記連鎖（r<0.5），則這兩組個(gè)體的平均數(shù)就會有差異，據(jù)此可用均數(shù)差異的t檢驗(yàn)法對以上假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)：如果這兩個(gè)親本系間的差異確實(shí)主要由該QTL引起，且QTL確實(shí)67區(qū)間定位（IntervalMapping）

在一個(gè)已知連鎖圖譜（即標(biāo)記之間的排列順序和它們之間的距離已知）的標(biāo)記連鎖群內(nèi),依次在每個(gè)由相鄰標(biāo)記構(gòu)成的區(qū)間內(nèi)的各個(gè)點(diǎn)上,利用兩個(gè)側(cè)翼標(biāo)記的信息檢測QTL。區(qū)間定位（IntervalMapping）68例如區(qū)間（M，N），兩個(gè)標(biāo)記之間的重組率為R（已知），設(shè)有一QTL位于它們之間的某一位置，QTL與標(biāo)記M之間的重組率為r1，與N之間的重組率為r2。設(shè)兩個(gè)近交親本系中的標(biāo)記-QTL基因型為M1Q1N1/M1Q1N1和M2Q2N2/M