QTL复合区间作图中标记筛选的效率及其影响因素研究

高效地筛选标记 ,是复合区间作图方法定位QTLs的基础。筛选出的主效标记和互作标记 ,除了用作控制背景遗传效应外 ,在定位具有上位性效应的QTLs时 ,还将用于构筑两维搜索区间。因而 ,标记筛选的效率将直接影响QTL定位的功效和精度。通过对不同方法筛选标记的效率进行模拟研究 ,发现回归方法明显优于随机效应预测方法 ,同归方法中又以前向选择法简单有效。普通遗传力和基因型×环境互作遗传力的增加都能提高标记筛选效率 ,前者对主效应较大的QTLs影响明显 ,后者对主效应较小的QTLs作用较大。过多过密的标记会降低标记筛选效率 ,其中密度增加对标记筛选的负作用更为突出。为了缓解标记筛选效率制约QTL定位功效的缺陷 。

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．

利用改进的复合区间作图法和F1代群体进行杉木的QTL作图

区间作图和复合区间作图最先是为近交群体而设计的QTL作图方法 ,现已得到了广泛的应用。本文将它们应用于林木的F1代群体的QTL作图 ,称为改进的区间作图和复合区间作图法。该方法考虑了林木F1代 1∶1分离位点的信息 ,不同于通常的“拟测交”作图法。采用该方法 ,本文利用两个杉木无性系句容 0号杉和柔叶杉的AFLP分子标记遗传连锁图谱对杉木的 13个数量性状进行了QTL定位。当似然比统计量的阀值取为 13 82 (对应于LOD为 3 0 )时 ,在两张杉木遗传连锁图谱上 ,共搜索到了 2 5个QTL。在句容 0号无性系遗传连锁图谱上 ,有 5个QTL分布在 4个连锁群上。在柔叶杉的遗传连锁图谱上 ,有 2 0个QTL分布在 3个连锁群上 ,其中第 6连锁群上集中了高达 13个QTL。这一新的QTL作图方法在作图精度上有了较大的提高。文中所有的计算都是使用Mathematica软件编程完成的。

对QTL复合区间作图法的一点改进

提出了“分子标记的遗传编码及其复合原则”,并构造出能够反映各级 QTL 互作效应的复合标记变量 X ,X ,… ,Xk;从理论上证明了各级复合标记变量与所有标记变量 X 之间相互独立 ,并给出了各个复合标记变量对数量性状 Y的偏回归系数的遗传学期望 .基于这些理论结果 。

基于最小二乘估计的多性状QTL复合区间定位法(英文)

本文给出了多性状数量性状基因座复合区间定位法（ＭＣＩＭ）的一种改进方法．它是基于多重多元回归模型的，因此可以用最小二乘法来配合模型．使得它在计算上要比原来基于最大似然法的ＭＣＩＭ简单快捷得多．给出了多重逐步回归的方法，可用来筛选能提供遗传信息的标记作为ＭＣＩＭ模型中的余因子．文中还建议用排列测验的方法估计所需的显著阈值．给出了一个实际例子．

动态性状基因座的复合区间定位

动态性状因其广泛性和重要性而备受动植物遗传育种研究者关注.用分子遗传学方法探索该类性状的遗传机制已成为一个极富挑战性的研究课题.将关于时间(测定日期)的Legendre多项式镶嵌在遗传模型的每个遗传效应中,以刻画QTL和协同因子对动态性状变化过程的作用,从而建立动态性状基因复合区间定位分析的数学模型.利用复合区间定位策略的优势,提高对控制动态性状多个QTL的检测效力.以F2设计群体为例,阐述了动态性状基因复合区间定位的似然分析原理,推导了参数似然估计的EM法两步求解过程.模拟实验证明,相同设计条件下,复合区间定位对分布在同一连锁群上多个影响动态性状QTL的检测效果明显好于区间定位;随着协同因子数目的增加,复合区间定位不但能检测出更多的甚至所有的QTL,而且对每个QTL分辨得更加清楚.在实际应用过程中,应针对动态性状的变化规律,并考虑计算成本恰当地选择协同因子数目.

复合参考区间在妊娠期亚甲减诊断中的应用

目的探讨妊娠期妇女年龄、孕周、甲状腺过氧化物酶抗体与促甲状腺激素(TSH)水平的相关性;建立TSH和游离甲状腺素(FT4)二维复合参考区间,探讨其在诊断妊娠期亚临床甲状腺功能减退症(SCH)的适用性。方法选择2016年1月至2017年7月在四川省妇幼保健院进行产前检查的人群中,符合纳入标准的健康妊娠妇女2 556例,检测空腹血清TSH、FT4及甲状腺过氧化物酶抗体(TPO-Ab)水平。分别将妊娠早、中、晚期TSH和FT4经过正态转换,得到TSH和FT4的Skewness系数和Kurtosis系数。用以上系数根据Mahalanobis距离原理建立二维复合参考区间公式。结果①妊娠期妇女TSH水平与FT4呈负相关(r=-0.305,P<0.001),与TPO-Ab呈正相关(r=0.255,P<0.001);②以传统参考区间作为诊断标准,诊断SCH 190例,TPO-Ab阳性组诊断出43例;以二维复合参考区间作为诊断标准,诊断SCH 44例;TPO-Ab阳性组诊断出20例。结论基于妊娠期妇女TSH和FT4水平建立的二维复合参考区间可能更适于诊断SCH,能减少误判风险,使疾病诊断趋于精准。

陆地棉对黄萎病抗性的分子标记研究

利用陆地棉标准系TM-1和常抗棉2个陆地棉品种杂交并自交,获得109个F2单株及F2:3家系为作图群体,以SSR、RAPD和SRAP 3种分子标记进行抗黄萎病性状的分子标记筛选。结果从1 611对(条)引物中仅筛选到70对(条)多态性引物,获得75个多态性位点并进行标记间的连锁性分析。75个标记构建了一个包括15个连锁群,全长535 cM的陆地棉品种间分子标记遗传连锁图,标记间平均距离为11.15 cM,有27个标记不能进入任何连锁群。连锁群的标记数最少2个,最多6个;长度从1.0 cM到92.7 cM不等。对其F2:3家系的成株期抗黄萎病性状即平均病情指数的分布进行分析,显示其呈正态分布,进一步说明陆地棉对黄萎病的抗性为数量遗传;单标记分析及复合区间作图,检测出与抗黄萎病性相关的3个QTL,分别位于第3、5、6连锁群上,贡献率分别为14.15%、3.45%和18.78%。另外,对该群体生长过程中黄萎病不同发病高峰期的病情也进行了分析。

玉米叶夹角和叶向值的QTL定位

叶夹角和叶向值是评价玉米株型的重要指标。本研究以甜玉米自交系组合T14×T4的F2为作图群体,构建了包含192个SSR标记位点的遗传连锁图谱,覆盖玉米基因组1260cM,平均图距6.56cM。通过测定F2、F2:3家系的叶夹角和叶向值,应用复合区间作图法在两个世代中共检测到26个QTL,其中14个与叶夹角相关的QTL,分别位于第2、5、6、7和8染色体上,单个QTL可解释的表型变异为3.3%～26.2%;12个与叶向值相关的QTL,分布于第1、2、3、7和10染色体上,单个QTL可解释的表型变异为3.1%～20.7%。在第2、3、5染色体上分别检测到1、1、2个同时在F2、F2:3家系都稳定表达的QTL,分别落在区间bnlg1329～bnlg1613、umc1148～umc2275和umc1097～umc1692,可作为相关数量性状基因的候选基因。发现1个同时控制叶夹角和叶向值性状的QTL,位于第2染色体上的bnlg1017-umc2129区间,对两性状的表型贡献率分别为10.8%和10.6%。本研究的结果有望为玉米耐密型育种及分子辅助选择育种提供一定的理论依据。

鲜食甜玉米籽粒蛋白质含量的QTL定位

【目的】研究鲜食甜玉米籽粒蛋白质含量的QTL定位,为加快高蛋白质含量甜玉米的育种进程及实现分子标记辅助选择提供理论依据。【方法】以籽粒蛋白质含量有极显著差异的超甜玉米自交系T8和T48为亲本配制杂交组合,以232个F2单株为作图群体,构建了包含245个SSR标记位点、全长1 527.76cM的玉米遗传连锁图谱,标记间的平均距离为6.23cM,用复合区间作图法在F2和F2:3家系中检测籽粒蛋白含量相关QTL。【结果】在F2群体和F2:3家系中共检测到10个鲜食甜玉米籽粒蛋白含量QTL,分别位于第2、4、5、6和9号染色体上,其中F2群体、F2:3家系分别定位到4和6个籽粒蛋白含量QTL,单个QTL可解释5.97%～16.52%的表型变异。【结论】有2个主效QTL在F2群体和F2:3家系中均可被检测到,分别位于2号染色体的bnlg1017-umc1823区间和9号染色体上的umc2119两侧,1个主效QTL在F2:3家系的2个重复中均可检测到,位于第4号染色体的umc1808-umc1871区间。这些QTL可以作为利用分子标记辅助育种途径进行玉米遗传改良的依据。

大白菜耐热性QTL定位与分析

应用 35 2个标记位点的大白菜AFLP和RAPD图谱 ,采用复合区间作图的方法对控制大白菜耐热性的数量性状基因位点 (QTL)进行定位和遗传效应研究。用苗期热害指数进行耐热性表型鉴定 ,共检测到 5个耐热性QTL位点 ,分布于 3个连锁群上。ht 1、ht 3和ht 5表现为增效加性效应 ,ht 2和ht 4表现为减效加性效应。ht 2对大白菜耐热性的遗传贡献率最大 ,其次是ht 5。发现了与 5个QTLs紧密连锁的侧连分子标记 ,它们与QTL间的距离为 0 1～ 2 4cM。这为大白菜耐热性分子标记辅助选择提供了理论基础。

两种方法定位5个地点大豆蛋白质含量QTL

利用CIM和MIM法,对大豆Charleston×东农594的154个重组自交系在5个不同地点进行蛋白质含量测定和QTL定位分析。共检测到25个QTL,分别位于A1、B1、C2、D1a、D1b、E、J、L和N连锁群上。用CIM法定位了20个与蛋白质含量相关的QTL,用MIM法定位了9个与蛋白质含量相关的QTL。在C2连锁群上多次定位的ProC2-4,标记区间为Sat_092-Satt460,与前人找到的QTL位点一致。

野生大豆回交导入系蛋白质含量性状的QTL分析

以野生型大豆ZYD00006(供体亲本)与黑龙江省主栽品种绥农14(轮回亲本)所构建的回交导入系(1 204株)为研究材料,利用WinQTL2.5的复合区间作图法(CIM)在9个连锁群定位了16个与蛋白质含量相关的QTL(14个正效应,2个负效应);导入系群体经过严格的蛋白质含量筛选鉴定,得到10个蛋白质含量性状明显大于轮回亲本的导入系株行。利用这10个高蛋白含量株行(选择群体)结合随机对照群体,通过基于遗传搭车原理的卡方分析,检测到分布于10个连锁群上的17个与大豆蛋白质含量相关的标记位点,对蛋白质含量表现为正效应。两种方法共同检测到7个QTL。这些材料和位点将为高蛋白含量相关基因克隆及分子辅助育种提供重要的材料基础和标记信息。

甜玉米雄穗一级分枝数QTL定位

【目的】为改良玉米雄穗性状．【方法】以雄穗一级分枝数有显著差异的超甜玉米自交系T4和T19为亲本，构建了包含232个单株的F：群体，考察雄穗一级分枝数，利用复合区间作图法进行QTL定位．【结果和结论】结果获得一张包含77个SSR标记的遗传连锁图谱，全长868．7cM，标记平均间距为11．28cM，共检测到4个与超甜玉米雄穗一级分枝数相关的QTL位点，分别位于玉米第4、7、8染色体上，可解释5．08％～17．71％的表型变异．主效QTL位点q船Ⅳ-4位于第8染色体，可解释17．71％的表型变异．这些QTLs将为雄穗一级分枝数的分子标记辅助选捧提供依据．

水稻4个异交相关性状的QTL定位研究

利用由98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系(backcross inbred lines,BIL)作图群体(BC1F12),用复合区间作图方法(CIM),对水稻4个异交相关性状进行了QTL分析。结果表明,开颖角度检测到2个QTL,分别位于第12染色体的C1069-R1709和R270-G2140区间,共解释性状变异的18.51%,2个位点的增效等位基因均来自Kasalath。柱头外露率检测到1个QTL,位于第3染色体的C63-C563区间,解释性状变异的15.99%,增效等位基因来自Kasalath。单花开花历时检测到1个QTL,位于第9染色体的G385-R2272区间,解释性状变异的10.75%,增效等位基因来自Kasalath。包颈长检测到3个QTL,分别位于第3染色体的C136-R250、第5染色体的R521-C1230和第10染色体的R2194-R1629区间,共解释性状变异的39.40%,qPEL-5位点的增效等位基因来自Nipponbare,qPEL-3和qPEL-10位点的增效等位基因均来自Kasalath。

绿豆分子遗传图谱构建及若干农艺性状的QTL定位分析

利用花叶1号×紫茎1号杂交后代衍生的208个F2家系组建群体,构建含有95个SSR标记位点的遗传连锁图谱,该图谱包含11个连锁群,全长1457.47 c M,标记平均间距为15.34 c M。利用复合区间作图法,对株高、幼茎色、主茎色、生长习性、结荚习性、复叶叶形和成熟叶色等农艺性状进行QTL分析,分别检测到与株高、幼茎色、主茎色、复叶叶形有关的QTL各1个,贡献率在8.49%~66.64%之间;与结荚习性有关的QTL3个,贡献率在60.32%~80.36%之间;与成熟叶色有关QTL 4个,贡献率在69.06%~87.35%之间;与生长习性有关的QTL数量最多,共26个,贡献率在58.32%~99.51%之间。上述QTL主要分布在LG1、LG2、LG4、LG8和LG10连锁群,其中LG1最少,仅检测到生长习性的1个QTL,LG4最多,包含了幼茎色、主茎色、结荚习性、生长习性、复叶叶形、成熟期叶色6个农艺性状的15个QTL;这些QTL既可以应用于绿豆育种的分子标记辅助选择,也对深入研究这些性状的遗传奠定了基础。

作物QTL分析的原理与方法

作物的许多性状为数量性状,数量性状基因座(QTL)定位的理论依据是Morgan的连锁遗传规律;定位的群体有初级作图群体、次级作图群体和高级作图群体;分析的方法有零区间作图法、单区间作图法、复合区间作图法、混合线性模型;影响QTL定位精确性的因素有群体的大小、分析方法、QTL的分布及作用模式等。传统的作图群体和作图方法存在一些问题,因此有必要开发新的作图群体、研制新的作图方法,以缩短OTL分析与育种实际应用之间的距离。

大豆农艺性状的QTL分析

[目的]分析大豆农艺性状的QTL,为探讨大豆的遗传机制及进行遗传育种提供参考。[方法]应用复合区间作图法对蛋白质含量、脂肪含量、产量、百粒重、生育期等5个数量性状进行QTL定位和遗传效应分析。[结果]控制蛋白质含量、脂肪含量、产量、百粒重、生育期性状的4、4、1、2、5个共16个QTL位点,遗传贡献率在7.4%～33.7%。其中,遗传贡献率较大的主效QTL有分别位于I连锁群上Satt562-Sat_219、Sat_219-Satt496、Sat_219-Satt496区间的3个控制蛋白质含量的QTL位点,其遗传贡献率分别为29.15%、33.70%和31.67%,且均为来自母本合丰25的加效基因,还有位于O连锁群上Satt477-Satt331、Satt331-Satt153区间的2个控制生育期QTL位点,其遗传贡献率分别为24.69%和24.96%,也是来自母本合丰25的加效基因。另外,6个分别距M连锁群Satt175(蛋白质)、A1连锁群Satt684(油分)、F连锁群Satt348(油分)、J连锁群Sat_412(油分)、C1连锁群Sat_416(百粒重)、C1连锁群Sat_416(生育期)标记仅有0.01 cm的QTL位点。[结论]定位了影响蛋白质含量、油分含量、产量、百粒重和生育期等5个重要农艺性状的QTL位点。

应用微卫星图谱定位稻米性状的QTL

以两系杂交稻强优组合培矮64s/E32的1个加倍单倍体(doubled haploid,DH)群体(含有86个株系)为供试材料,利用福建农林大学遗传工程实验室已构建的微卫星标记连锁图,应用复合区间作图法对控制水稻糙米性状(粒长、粒宽和粒重)的QTL进行定位。在本试验中共定位了18个QTL,其中8个控制粒长,4个控制粒宽,6个控制粒重,它们对粒长、粒宽和粒重表型变异的贡献率分别为78.61％、68.62％和72.06％。

甜玉米雄穗分枝数的QTL定位

选用雄穗分枝数有显著差异的甜玉米自交系T14和T4为亲本配制杂交组合,以330个F2单株为作图群体,用复合区间作图法在玉米全基因组上检测控制雄穗分枝数的QTL。结果显示,在F2群体中检测到6个雄穗分枝数QTLs,位于玉米第2、4、9染色体上,对表型的贡献率为5.0%～17.4%;在F2∶3群体中检测到8个与甜玉米雄穗分枝数相关的QTLs,分别位于玉米第2、3、4、8染色体上,对表型的贡献率为3.5%～13.6%;对比F2和F2∶3的定位结果,挖掘到3个在两世代中表现稳定一致的QTLs,分别位于第2、4染色体上。