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1、安徽农业科学,JournalofAnhuiAgri.Sci.2006,34(18):4527-4529责任编辑朱永和责任校对熊章琴植物数量性状的QTL定位分析1234王林生,宋忠利,李毓珍,马晓玉(1.河南科技大学农学院,河南洛阳471003;2.商丘职业学院,河南商丘476000;3.河南省许昌市种子管理站,河南许昌461000;4.河南省民权县农业局,河南民权476800)摘要QTL分析就是以分子标记技术为工具、以遗传连锁图谱为基础,利用分子标记与QTL之间的连锁关系确定控制数量性状的基因在基因组中的位置。从植物数量性状的遗传模型、QTL定位原理、作图群体、方法和
2、利用等方面进行了综述,并对今后QTL的研究方向提出了思考。关键词植物;数量性状;QTL定位中图分类号Q348文献标识码A文章编号0517-6611(2006)18-4527-03植物中产量、品质、抗病性、抗逆性等重要性状均为数资料可鉴别5类共24种遗传模型,并估计相应遗传参数。量性状,表现为广泛的连续变异。但人们对其遗传基础缺乏2QTL定位分析深入的认识,只简单认为数量性状是由多基因控制。因此,2.1QTL作图的原理及QTL定位的必要条件长期以来,科学工作者只是借助数理统计方法,将复杂的多2.1.1QTL作图的原理。QTL作图是通过分析整个染色体基因系统作为一个整体,
3、用平均值和方差来表示数量性状的组的DNA标记和数量性状表型质的关系,将QTL逐一定位遗传特征,而对单个基因的效应及位置、基因间的相互作用到连锁群的相应位置,并估计其遗传效应。一般步骤包括:等无法深入了解,从而限制了育种中数量性状的遗传操作能①选择具有相对性状的纯系进行杂交,获得适宜的作图群力。数量遗传学和分子标记技术的发展,为深入研究数量性体;②检测分离世代群体中每一个体的标记基因型和数量性状的遗传规律及其操作创造了条件,提高了植物育种中目标状值;③构建遗传连锁图;④分析标记基因型和数量性状值数量性状优良基因型选择的可能性、准确性及预见性。的相互关联,确定QTL在染色
4、体上的相对位置,估计QTL的1数量性状的遗传模型有关遗传参数。对植物数量性状遗传体系的认识有一个发展过程。最2.1.2QTL定位的必要条件。QTL定位的必要条件:①高密早认为数量性状由微效多基因控制,1973年Elston等提出了度的分子标记连锁图谱和相应的统计分析软件;②目标性状1对主基因+多基因混合遗传模型。后来大量研究发现,控在群体中分离明显,符合正态分布。制数量性状的基因效应大小不一,大者表现为主基因,小者2.2QTL的作图群体QTL定位的精度在很大程度上取决表现为微效多基因。1999年盖钧镒等提出将主基因+多基于遗传图谱的标记饱和度和分离群体的重组信息量。根
5、据因混合遗传看作植物数量性状遗传的普遍性模型,将单纯分离群体的特点,作图群体分为:①临时性群体。如F2及其多基因、单纯主基因看作其特例,并在前人研究的基础上发衍生的F3、F4家系、回交群体(BC)等。F2群体是常用的作图展了一套QTL遗传模型检测的分离分析方法,将孟德尔用群体,容易配制且包含亲本任意一个位点的所有基因型,更于研究主基因的遗传研究方法延伸到数量性状的通用模型。适合于估算基因效应和检测不同类型的互作。F2群体的一这种方法通过对分离世代的分析可以检测1对主基因(A)、个不足之处是存在杂合基因型。对于显性标记,将无法识别2对主基因(B)、多基因(C)、1对主基
6、因+多基因(D)等4显性纯合基因型和杂合基因型。F2群体的另一个缺点是不类多种遗传模型。所用试验材料可以是单个分离世代及其易长期保存。回交群体每一分离的基因座只有两种基因型,亲本,也可以是多个分离世代及其亲本。这种分离分析的直接反映F1代配子的分离比例,因而其作图效率最高,缺点主要理论基础是混合分布理论,将分离世代的分布看作为是不易保存。②永久性分离群体。包括重组近交系(RILs)、多个主基因型在多基因和环境修饰下形成的多个正态分布双单倍体群体(DH)、回交近交系(BILs)以及近等基因系的混合分布,其主要方法是通过极大似然法和EM算法对混(NILs)。它们共同的特点
7、是系内基因型一致,而系间基因型合分布中有关成分分布参数作出估计,然后通过AIC值判不同。系间除少数甚至一个染色体区段存在差异外,其余绝别及适合性测验从中选出最适遗传模型,并估计相应的主大部分染色体区段完全相同。因此,它们可以把种子分散到基因和多基因的效应值、方差和遗传参数,乃至对参试材料各个不同环境做重复试验以增加QTL检测的准确性,特别是的主基因型作出后验概率判别。1998年Gai等提出的P1、F1、NIL。由于消除了其他背景的干扰,甚至是主效QTL对微效P2、B1、B2、F26世代联合分析方法考虑了上述4类17种遗传QTL的掩盖,所以QTL定位效
