应用基因表达数量性状基因座定位(eQTL)研究PINK1表达调控

Pink 1基因编码定位于线粒体上的丝/苏氨酸激酶(即PARK6),为常染色体隐性遗传性帕金森病(Parkinson's disease,PD)连锁的基因.该基因在遗传性和散发性PD的发病中起重要作用,但其发病机理尚未明确.本研究以近交系C57BL/6J(B6)和DBA/2J(D2)小鼠制作MPTP诱导的PD鼠为模型,借助基因表达数量性状基因座(eQTL),结合分子生物学方法,分析Pink1的表达调控.结果显示,Pink 1基因在PD模型组中表达显著升高.区间连锁分析检测显示,引起Pink 1基因表达水平差异的染色体区域,定位于4号染色体上,距Pink 1基因自身5 Mb范围之类,属于顺式调节eQTL.Pearson相关分析表明,在BXD基因重组近交系(recombinant inbred,RI)小鼠脑中,Camk2n等30个基因的表达与Pink 1基因高度相关,相互间可能存在一定的协同作用.Pink 1基因在行使特定生物学功能时,很可能协同这些基因一起发挥相应的作用,这部分基因是深入研究Pink 1基因在PD发病中分子机制的重要靶点.

基因组分析对猪乳头数相关数量性状基因座鉴定

【目的】分析乳头数的变异,挖掘与乳头数相关的数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL)和候选基因,为猪乳头数的选育研究提供重要分子标记。【方法】准确测定了709头苏淮猪(335头育肥猪和374头种猪)的左、右和总乳头数。对苏淮育肥猪进行80K芯片分型,并使用芯片数据计算左、右、总乳头数的遗传力和基因组估计育种值(genomic estimated breeding value,GEBV)。基于乳头数GEBV和表型排名,选择前10%的个体以及后10%的个体进行群体分化指数分析(fixation Index,FST)检测高度分化的位点。接着,通过全基因组关联分析(genome wide association analysis,GWAS)鉴定与乳头数关联的位点,选择高度分化且与乳头数显著关联的位点作为候选位点,选择位于候选位点附近且功能注释后与乳头数相关的基因作为候选基因。最后,选择每个染色体上最显著的候选位点对709头苏淮猪进行乳头数关联分析,以验证上述位点的显著性。【结果】苏淮育肥猪左、右、总乳头数的变异系数分别为10.20%、9.26%、8.50%,遗传力分别为0.212、0.257、0.312。基于FST和GWAS分析,总共在7、13、16、18号染色体(Sus Scrofa Chromosome,SSC)上鉴定到20个乳头数的候选位点,这些候选位点可解释5.49%—8.03%的表型方差。其中,SSC7上与总乳头数关联的位点rs80894106与文献中报道的影响大白和杜洛克猪总乳头数的候选位点一致,但左乳头的候选位点rs81444134(26.51 Mb,SSC13)和rs81233299(8.13 Mb,SSC18)均为新发现的与乳头数相关的位点。左、右、总乳头的候选位点主要集中在SSC16上的6.36—10.66 Mb区间;连锁不平衡(linkage disequilibrium,LD)分析发现,区间内7.47—8.27 Mb的候选位点拟合成了一个795 kb的单倍型块,且该单倍型块是新发现的影响乳头数的候选区域;单倍型块内的rs337606862(7.47 Mb)与右乳头和总乳头最显著关联,单倍型块内的3个位点均位于cadherin 18(CDH18)基因的内含子上,CDH18编码Ⅱ型钙黏附素,且钙黏附素与发育中组织细胞的识别、分选、增殖、凋亡以及乳腺癌的发生有关。因此,CDH18可能是新的影响猪乳头数的候选基因。再者,本研究对4个染色体上最显著的位点:rs81444134、rs80894106、rs337606862、rs81233299在709头苏淮猪中基因分型,经关联分析后发现,这些位点均与乳头数显著相关,可以作为潜在分子标记用于乳头数的选育。【结论】本研究通过基因组分析在苏淮猪群体中鉴定到20个与乳头数显著相关的位点。其中SSC13上的26.51 Mb和SSC18上的8.13 Mb是新的乳头数的候选QTLs,SSC16上的7.47—8.27 Mb也是新发现的乳头数的候选QTL,且区间内CDH18可能是新的影响猪乳头形成的候选基因。

水稻加工品质数量性状基因座(QTLs)分子定位研究

检测了Lemont/特青RI群体 2 12个株系的糙米率 (BR)、精米率 (MR)和整精米率 (HR)等 3项加工品质性状 ,利用RFLP连锁图和线性模型的复合区间作图方法 (QTLMapperV1.0 )进行QTL定位研究。群体呈连续分布 ,双向超亲现象明显 ,HR较BR、MR变异范围更大并偏向低值方向 ;分别检测到 1个MR、4个HR主效QTL ,其中QHr6和QHr7等 2个基因座具有较大遗传效应 ;分别检测到 12对影响BR、5对影响MR、16对影响HR的上位性基因座 ,上位性效应的影响大于主效QTLs。

粳稻粒形性状的数量性状基因座检测

【目的】通过对粳稻粒形性状的QTL检测,为粳稻粒形性状相关QTL的精细定位和分子标记辅助选择育种提供理论依据。【方法】利用大粒粳稻DL115与小粒粳稻XL005杂交获得的F2代200个个体为作图群体,在北京进行稻谷粒长、粒宽、粒厚、长宽比、千粒重等粒形性状的鉴定。采用复合区间作图法,利用SSR标记对上述粒形性状进行数量性状基因座检测。【结果】上述粒形性状在F2群体均呈正态连续分布,表现为由多基因控制的数量性状。共检测到与粒形性状相关的QTL16个,分布于第2、3、5和12染色体上。其中qGL3a、qGW2、qGW5、qGT2、qRLW2、qRLW3、qGWT2和qGWT3对表型变异的贡献率分别为15.42%、40.89%、13.54%、33.43%、13.82%、13.61%、12.51%和10.1%,为主效QTL。其中,qGW2、qGT2、qRLW2和qGWT2均位于第2染色体上的RM12776-RM324区间。在所检测到的16个QTL中,4个QTL的增效等位基因来源于小粒亲本XL005,而其余QTL的增效等位基因均来源于大粒亲本DL115。基因作用方式主要表现为加性或部分显性。【结论】粳稻粒形性状是由多基因控制的数量性状。第2染色体RM12776-RM324区间是分别与粒宽、粒厚、长宽比和千粒重相关的4个主效QTL的共同标记区间,与其相邻的2个标记(RM12776和RM324)应在分子标记辅助选择育种中探讨其利用价值。大粒亲本对稻谷粒长、粒宽、粒厚和千粒重等性状的增效作用显著。

水稻产量及其相关性状的数量性状基因座分析

利用由 98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系 (backcrossinbredlines,BIL)作图群体(BC1F9) ,以及混合线性模型的数量性状位点 (QTL)定位方法 ,对水稻有效穗、每穗颖花数、每穗实粒数、结实率、千粒重、着粒密度和单株产量等 7个重要农艺性状进行了QTL分析。共检测到分布在 8条染色体上的 2 6个QTL ,其贡献率差异较大 ,在 5 2 %～ 4 9 2 %之间 ,其中有 4个QTL的贡献率超过 30 % ,分别是控制有效穗的qPN 4、每穗颖花数的qSN 3、每穗实粒数qGN 2和千粒重的qGW 3a。相关显著的产量性状QTL往往分布在染色体上相同区域 ,并集中在少数几个连锁群上。与其他研究结果比较表明 ,主效QTL在不同群体中的重演性较好。

水稻低温发芽势的遗传及数量性状基因座分析(英文)

利用籼粳交“密阳23/吉冷1号”的F2:3代200个家系作为作图群体,在14℃条件下鉴定萌发7d、11d、14d和17d时低温发芽势,并利用由SSR标记构建的分子连锁图谱为基础,对不同萌发阶段的低温发芽势进行了数量性状基因座(QTLs)检测,同时进行了低温发芽势与其他耐冷性状间的相关分析。结果表明,萌发7d时低温发芽势及其低温反应指数呈现向低发芽势和低的低温反应指数的偏态分布,而萌发11d、14d和17d时低温发芽势及其低温反应指数均呈现接近正态的单峰连续分布。萌发14d时低温发芽势与其他耐冷性的相关性较萌发7d、11d和17d时低温发芽势更为密切,与芽期耐冷性、幼苗期耐冷性、低温下幼苗生长能力和孕穗期耐冷性表现为显著或极显著的正相关。位于第2染色体RM29-RM262区间的qLVG2和第7染色体RM336-RM118区间的qLVG7-2、qCIVG7-2在萌发11d、14d和17d时均检测到;位于RM29-RM262区间的qCIVG2在萌发11d和14d时均检测到,并对表型变异的贡献率随着萌发进程而逐渐增加。与低温发芽势相关的qLVG2贡献率从6.9%增加到14.2%,qLVG7-2贡献率从9.9%增加到11.2%,而与发芽势的低温反应指数相关的qCIVG2贡献率从6.3%增加到9.0%,qCIVG7-2贡献率从8.3%增加12.9%。这些QTL的增效等位基因均来自强耐冷亲本吉冷1号,基因作用方式主要为部分显性。

碱胁迫下粳稻幼苗前期耐碱性的数量性状基因座检测

以粳粳交"高产106/长白9号"F2:3代200个家系为作图群体,在0.15%Na2CO3溶液的碱性胁迫下,进行了水稻耐碱性鉴定,并以SSR标记构建的分子连锁图谱为基础,对水稻幼苗前期的根数、根长和苗高及其相对碱害率进行了数量性状基因座(QTLs)的检测。结果表明,上述性状在F3家系群中均表现为具有1～2个峰的连续分布,认为由主效基因和微效基因共同控制的数量性状。共检测到与碱胁迫下幼苗前期根数、根长和苗高及其相对碱害率相关的QTL26个,分布于第1、5、6、7、8、9和11染色体上。其中,碱胁迫下与根数相关的QTL4个,qRN6-1和qRN11对表型变异的解释率较大,分别为29.91%和13.42%;与根数相对碱害率相关的QTL5个,qRRN11-2对表型变异的解释率较大,为23.86%;与根长相关的QTL6个,qRRL11-2对表型变异的解释率较大,为21.06%;与根长相对碱害率相关的QTL2个,但对表型变异的解释率均较低;与苗高相关的QTL5个,qSH1和qSH11-2对表型变异的解释率较大,分别为15.81%和16.53%;与苗高相对碱害率相关的QTL4个,qRSH5和qRSH6-2对表型变异的解释率分别为29.89%和34.63%。而这些解释率较大的QTL所处的标记区间距离,除qRN6-1相对较小(19.0cM)外,其余QTL的标记区间距离均大于26.3cM,需作进一步的精细定位。在所检测到的QTL中,13个QTL的增效等位基因均来自耐碱亲本长白9号,而其余QTL的增效等位基因来自敏碱亲本高产106;基因的主要作用方式为超显性或部分显性。

利用回交重组自交群体检测水稻抗褐飞虱数量性状基因座

利用由 98个家系组成的Nipponbare/Kasalath∥Nipponbare回交重组自交系 (BackcrossInbredlines ,BILs)作图群体 (BC1F9) ,进行水稻抗褐飞虱数量性状基因座 (QuantativeTraitLocus ,QTL)的检测和遗传效应分析。采用苗期集团鉴定方法 ,并以死苗率作为抗褐飞虱表型值 ,分析亲本和 98个BILs的抗褐飞虱表现。共检测到 3个苗期抗褐飞虱QTL ,分别位于 2、10和 12染色体上。各QTL的LOD值为 2 0 1～ 2 33,贡献率为 10 4 %～ 16 6 % ,可解释群体总表型变异的 39 0 %。这 3个数量性状基因座对褐飞虱的抗性均来自抗虫亲本Kasalath。与这些数量性状基因座连锁的分子标记可望应用于聚合多个抗性基因 。

家禽数量性状基因座定位的研究进展

近二十年来 ,各种DNA标记技术及相关生物技术的发展和完善为高密度、覆盖面广的连锁图谱的构建及QTL的定位奠定了基础 ,本文就目前世界上建立的几个较有影响的资源家系、各种DNA标记技术、家禽中定位的QTL及存在问题等方面作一综述。

控制水稻柱头外露率的数量性状基因座初步分析

为研究柱头外露率的遗传机理,用柱头外露率低的粳稻品种糯5号与柱头外露率高的籼稻品种优ⅠB构建包含190株的F2群体.在长沙对各单株进行柱头外露率调查,并用均匀覆盖水稻整个基因组的92个SSR标记构建连锁遗传图谱,进行控制柱头外露率的数量性状基因座QTL分析.结果表明,控制柱头外露率的3个QTL为qPES-2、qPES-5、qSPES-8,分别位于第2染色体的RM1285～RM12595、第5染色体的RM17952～RM18114、第8染色体的RM8020～RM7080,QTL的LOD峰值分别为3.54、4.79、3.85,解释的表型变异分别为10.1%、11.1%、9.0%,增效基因皆来源于高柱头外露率的亲本优ⅠB.研究并发现控制单边柱头外露率的QTL与总外露率的完全一致,第5染色体检测到的QTL是1个新的座位.

猪2、7和8号染色体上影响血常规指标的数量性状基因座(QTL)检测

以3个品种(长白猪、大白猪、松辽黑猪)16个公猪家系共计368头仔猪组成资源群体,在猪2、7和8号染色体上共选取35个微卫星标记,采用基于线性混合模型的方差组分分析方法,对影响与猪白细胞、红细胞和血小板相关的共计18项血常规指标的数量性状基因座(quantitative trait loci,QTL)进行了检测.通过似然比检验,并以自由度为2的卡方分布作为检验统计量的分布,共发现22个在P<5%水平下显著的QTL,其中在2号染色体上有9个,分别影响白细胞总数、中性粒细胞数、平均红细胞体积、血红蛋白含量、平均红细胞血红蛋白浓度、血小板总数、平均血小板体积、血小板分布宽度和血小板压积,在7号染色体有7个,分别影响白细胞总数、中性粒细胞数、平均红细胞血红蛋白浓度、血红蛋白含量、血小板总数、平均红细胞体积和红细胞分布宽度变异,在8号染色体上有6个,分别影响中性粒细胞百分比、淋巴细胞百分比、平均红细胞血红蛋白浓度、血小板总数、血小板压积和平均红细胞体积.为尽可能地避免由于多重检验所造成的假阳性率的升高,我们采用了控制假检出率(false discovery rate,FDR)的方法来对这22个QTL进行进一步检验,发现有14个达到FDR<5%显著水平,其中又有9个达到FDR<1%显著水平.

粳稻米碱消值的数量性状基因座检测

利用碱消值差异显著的大粒粳稻DL115与小粒粳稻XL005杂交获得的200个单株F2群体为作图群体,采用复合区间作图方法,利用SSR标记进行了粳稻碱消值数量性状基因座的检测。结果表明,在F2群体中碱消值呈正态连续分布,表现为由多基因控制的数量性状。共检测到与碱消值相关的QTL3个,qADV3、qADV5和qADV11,分别位于第3、第5和第11染色体的RM14870～RM1284、RM3838～RM3351和RM1812～RM332区间,对表型变异的解释率分别为6.5%、10.3%和8.1%。qADV5的增效等位基因来自碱消值较小的亲本XL005,qADV3和qADV11的增效等位基因来自碱消值较大的亲本DL115;基因作用方式表现为显性或超显性。

基因表达的数量性状基因座分析技术

近年来,人们将遗传学中的数量性状基因座(QTL)定位分析技术和基因组学研究中的基因表达(expression)分析技术联合运用,形成一种新的分析手段,称为"遗传基因组学"[1],即基因表达的数量性状基因座(eQTL)分析技术。与传统QTL技术不同的是,此种分析技术将基因表达水平视为复杂数量性状,进行遗传连锁分析,试图研究基因表达的遗传基础。多项研究揭示:许多基因mRNA水平的差异是可遗传的数量性状[2,4,8,10,11],这使得对其进行遗传连锁分析成为可能;eQTL分为顺式作用eQTL和反式作用eQTL,前者是指某基因调节自身所在基因组区域的mRNA水平的差异,后者是指某基因调节其他基因组区域的mRNA水平的差异,而对反式作用eQTL的分析可以找到控制基因表达的上游候选调控基因,从而使得建立基因表达调控通路成为可能。

基于最小二乘估计的数量性状基因座的复合区间定位法

数量性状基因座（ＱＴＬ）的复合区间定位法是区间定位法的１种改进方法，它大大提高了ＱＴＬ定位的准确性，但计算上比较复杂和费时．由于其似然比统计量的联合分布未知，故准确的显著性测验临界值必须采用排列测验法或模拟抽样法进行估计，但其复杂费时的计算使得这些经验方法显得不实用．本文给出基于最小二乘估计的复合区间定位法，它保持了复合区间定位的基本性质，但在计算上要比基于最大似然估计的方法简单和快速得多．由于它对性状的分布无需特殊的要求，因而有更广的适用范围．通过消除模型中冗余的标记，可使数值计算速度进一步提高．这样，用经验方法估计显著临界值就变得可行了．另外，消除冗余标记还可提高ＱＴＬ定位的准确性，改进ＱＴＬ效应的估值．

数量性状基因座与动物育种

近年来随着现代分子生物学的发展 ,一些高效的分子遗传标记将各种畜禽的遗传图谱研究推向深入。为将复杂的数量性状分解为多个数量性状基因座进行定位分析 ,提供了研究单个基因特性的手段 ,为动物育种从数量性状的表型操作深入到基因型操作奠定了基础。本文就有关数量性状基因座的理论、基因图谱的构建、QTL的定位以及QTL与动物育种的关系展开了论述。

从数量性状基因座作图到标记辅助选择

实现从数量性状基因座作图到标记辅助选择的转变包括 :( 1)寻找与QTL紧密连锁的标记 (被标记的QTL称MQTL) ;( 2 )精确估计MQTL的效应 ;( 3)将MQTL纳入现行的育种方案 ;( 4)改变现行的育种方案 ,拓展MAS的应用空间。

数量性状基因座位及其在家禽中的定位

近年来随着现代分子生物学的发展 ,一些高效的分子遗传标记将各种畜禽的遗传图谱研究推向深入。为高密度、覆盖面广的连锁图谱的构建及QTL的定位奠定了基础。有关QTL的基本理论、QTL定位的步骤、QTL的检测方法以及家禽中定位的QTL已经展开了深入的研究 。

肉牛的数量性状基因座定位研究进展

遗传图谱的发展为寻找和定位影响重要数量性状变异的基因提供了便利。迄今为止,育种学家已经在肉牛的1、2、5、6、14、15、17、18、19、21、23、27、和29号常染色体上发现了QTL的踪迹。候选基因的研分显示肌肉生长抑制素基因等可能就是生长和屠宰重性状的QTL,基困组统计定位则揭示最有可能的QTL区域在2、5、6、15、19、27、29号染色体上。进一步的定位仍需遗传学家、分子生物学家及育种学家的共同努力。

数量性状基因座(QTL)定位的研究进展

对数量性状基因座 (QTL)的几种主要定位方法的统计学原理进行了综述 ,总结了每种方法的优缺点及其发展动态 ,特别是对新发展的多区间作图和多性状作图进行了较详细的介绍 。

甜菜重要农艺性状的数量性状基因座(QTL)研究进展

阐述了农作物数量性状基因座(QTL)在遗传育种中的地位和意义,介绍了作物QTL的基本原理和方法及在甜菜上的研究进展。