第四节植物数量性状图位克隆方法演示文稿.pptVIP

当前1页，总共28页。 优选第四节植物数量性状图位克隆方法 当前2页，总共28页。 数量性状位点 (QTL) Quantitative Trait Locus (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。 当前3页，总共28页。 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。 当前4页，总共28页。 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。 当前5页，总共28页。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 F2 RIL 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。 当前6页，总共28页。 F2群体QTL初定位 0/2:homozygous genotypes 1: heterozygous genotype 当前7页，总共28页。 关联群体的基因组结构和QTL初定位 当前8页，总共28页。 关联群体QTL初定位 当前9页，总共28页。 Diagram of genome reshuffling between 25 diverse founders and the common parent and the resulting 5000 immortal genotypes. Yu J et al. Genetics 2008;178:539-551 连锁-关联群体的基因组结构和QTL初定位 当前10页，总共28页。 Poland J A et al. PNAS 2011;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 当前11页，总共28页。 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。 当前12页，总共28页。 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 当前13页，总共28页。 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--QTN Locus-Gene-Nucleotide QTL精细定位三要素 当前14页，总共28页。 QTL精细定位—标记密度 基因组大规模重测序、SNP芯片、比较基因组学等保证在目标基因区域获得高密度的分子标记。 禾谷类作物的基因组重测序产生了海量的SNP信息，用于开发目标基因区域的高密度分子标记。玉米的 HapMap 计划 (Gore et al. 2009)有160万SNP。水稻中，Huang et al. (2010) 检测到360万非冗余的SNP位点，平均 9.32 SNPs/kb。 当前15页，总共28页。 QTL精细定位—关键重组个体 成功的QTL精细定位依赖于关键重组个体，也即在目标QTL区域有高频率的染色体交换发生。 重组频率在染色体的不同区域变异很大，产生所谓的重组热点和重组冷点区域。如QTL位于重组热点