第四节植物数量性状图位克隆方法.pptVIP

第1页，共30页，星期日，2025年，2月5日数量性状变异的遗传基础生物自然群体在形态、生理、行为和抗性等性状上存在极大的变异，表现为数量性状遗传。数量性状涉及多个位点，每一位点的效应微小，存在等位基因的变异，等位基因的效应通过每个个体所处的环境表现出来。P=G+E+G×E当前生物学的一个重大挑战是明确数量性状变异的遗传基础第2页，共30页，星期日，2025年，2月5日数量性状位点(QTL)QuantitativeTraitLocus(QTL)是生物基因组上的某个区段，它含有一个或多个基因，影响数量性状的变异。QTL可以通过多态性分子标记与性状的连锁关系而确定下来，即QTL定位。第3页，共30页，星期日，2025年，2月5日QTL初定位

-查找QTL在基因组上的大概位置初定位的群体：连锁群体和关联群体：连锁群体：人工群体，利用杂交过程中产生的重组，通过分子标记多态性与性状变异的连锁关系定位QTL。关联群体：自然群体，利用进化或育种过程中所积累的重组和变异，通过基因组中的连锁不平衡（LD）来确定遗传多态性与性状变异的关系。缺点：定位结果很大程度上依赖于群体结构和等位基因频率。第4页，共30页，星期日，2025年，2月5日连锁群体的基因组结构和QTL初定位连锁群体：临时性分离群体：自交群体（如F2、F3）和回交群体（BC1、BC2）等。永久性分离群体：重组自交系群体(RIL)和加倍单倍体群体(DH)等。在分离群体基础上筛选的极端个体群体。第5页，共30页，星期日，2025年，2月5日123456789101112123456789101112123456789101112F2RIL表型鉴定以单株或其后代家系为基础，准确性不高，不能重复试验。简单，遗传变异丰富，可以同时估计加性和显性效应。后代稳定，不发生分离，鉴定性状以纯合株系为基础，准确性高。群体准备周期长，只能估计加性效应。早代多次互交，增加重组。第6页，共30页，星期日，2025年，2月5日F2群体QTL初定位0/2:homozygousgenotypes1:heterozygousgenotype第7页，共30页，星期日，2025年，2月5日关联群体的基因组结构和QTL初定位第8页，共30页，星期日，2025年，2月5日关联群体QTL初定位第9页，共30页，星期日，2025年，2月5日Diagramofgenomereshufflingbetween25diversefoundersandthecommonparentandtheresulting5000immortalgenotypes.YuJetal.Genetics2008;178:539-551连锁-关联群体的基因组结构和QTL初定位第10页，共30页，星期日，2025年，2月5日PolandJAetal.PNAS2011;108:6893-6898用NAM群体鉴定出了29个QTL，抗性等位基因用红色，感病等位基因用绿色。公共亲本B73自交系和25个核心自交系的小斑病抗性第11页，共30页，星期日，2025年，2月5日QTL精细定位

-确定QTL在基因组上的准确位置在禾谷类作物中，许多影响重要农艺性状的QTL已被定位，相比较而言，克隆到基因却非常少。一般来讲，初定位的QTL置信区间在10-30cM，包含几百个基因。不清楚QTL是对应一个基因？还是多个紧密连锁的基因?如果对应有多个基因，基因的效应相同?还是相反？是否累加?等等必需精细定位QTL，克隆对应的基因。第12页，共30页，星期日，2025年，2月5日QTL是通过统计分析得到的，定位在染色体某一置信区间内。增加分子标记和完善统计分析软件，对置信区间的缩小并不是很有效。精细定位，即在QTL初定位基础上，针对目标区间构建遗传背景一致的次级遗传分离群体，把复杂性状QTL界定于更小的基因组区域内。将QTL作为一个主Mendelian因子来进行精细定位。QTL精细定位的可行性第13页，共30页，星期日，2025年，2月5日QTL精细定位决定于三个基本要素：1)高密度标记；2)关键重组个体；3)重组个体性状的准确鉴定。目标：QTL--QTG--QTNLocus-Gene-NucleotideQTL精细定位三要素第14页，共30页，星期日，2025年，2月5日QTL精细定位—标记密度基因组大规模重测