《分子遗传图谱构建》PPT课件

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1、第三章分子图谱的构建分子图谱构建的步骤：选择适合作图的DNA标记；根据遗传材料之间的DNA多态性，选择用于建立作图群体的亲本组合；建立具有大量DNA标记处于分离状态的分离群体或衍生系；测定作图群体中不同个体或株系的标记基因型；对标记基因型数据进行连锁分析，构建标记连锁图。第一节作图群体的建立要构建DNA标记连锁图谱，必须建立作图群体。建立作图群体需要考虑的重要因素包括亲本的选配、分离群体类型的选择及群体大小的确定等。一、亲本的选配首先要考虑亲本间的DNA多态性。选择亲本时应尽量选用纯度高的材料，并进一步通过自交进行纯化。要考虑杂交后代的可育

2、性。选配亲本时还应对亲本及其F1杂种进行细胞学鉴定。二、分离群体类型的选择根据其遗传稳定性可将分离群体分成两大类：一类称为暂时性分离群体，如F2、F3、F4、BC、三交群体等，这类群体中分离单位是个体，一经自交或近交其遗传组成就会发生变化，无法永久使用。另一类称为永久性分离群体，如RI、DH群体等，这类群体中分离单位是株系，不同株系之间存在基因型的差异，而株系内个体间的基因型是相同且纯合的，是自交不分离的。这类群体可通过自交或近交繁殖后代，而不会改变群体的遗传组成，可以永久使用。（一）F2代群体优点：自花授粉植物，还是异花授粉植物，建立F2

3、群体都是容易的。缺点：存在杂合基因型。对于显性标记，将无法识别显性纯合基因型和杂合基因型。由于这种基因型信息简并现象的存在，会降低作图的精度。为了提高精度，减小误差，则必须使用较大的群体，从而会增加DNA标记分析的费用。不易长期保存，有性繁殖一代后，群体的遗传结构就会发生变化。（二）BC1群体优点：BC1群体中每一分离的基因座只有两种基因型，它直接反映了F1代配子的分离比例。可以用来检验雌、雄配子在基因间的重组率上是否存在差异。缺点：不能长期保存。对于一些人工杂交比较困难的植物，BC1群体也不太合适，因为一是难以建立较大的BC1群体，二是容

4、易出现假杂种，造成作图的误差。（三）RI群体RI（重组自交系）群体是杂种后代经过多代自交而产生的一种作图群体，通常从F2代开始，采用单粒传的方法来建立。优点：可以长期使用，可以进行重复试验。缺点：构建RI群体要花费很长时间异花授粉植物由于存在自交衰退和不结实现象，建立RI群体也比较困难。（四）DH群体高等植物的单倍体（Haploid）是含有配子染色体数的个体。单倍体经过染色体加倍形成的二倍体称为加倍单倍体或双单倍体（DH）。优点：DH植株是纯合的，自交后即产生纯系，因此DH群体可以稳定繁殖，长期使用，是一种永久性群体。DH群体的遗传结构直接

5、反映了F1配子中基因的分离和重组，因此DH群体与BC1群体一样，作图效率是最高的。DH群体跟RI群体一样，可以反复使用，重复试验，因此也特别适合于QTL定位的研究。缺点：有些植物的花药培养非常困难，就无法通过花培来建立DH群体。植物的花培能力跟基因型关系较大，因而花培过程会对不同基因型的花粉产生选择效应，从而破坏DH群体的遗传结构，造成较严重的偏分离现象，这会影响遗传作图的准确性。三、群体大小的确定遗传图谱的分辨率和精度，很大程度上取决于群体大小。群体越大，则作图精度越高。但群体太大，不仅增大实验工作量，而且增加费用。因此确定合适的群体大小

6、是十分必要的。一，合适群体大小的确定与作图的内容有关。从作图效率考虑，作图群体所需样本容量的大小取决于以下两个方面：是从随机分离结果可以辨别的最大图距。是两个标记间可以检测到重组的最小图距。二，作图群体大小还取决于所用群体的类型。在分子标记连锁图的构建方面，为了达到彼此相当的作图精度，所需的群体大小的顺序为F2>RI>BC1和DH。第二节图谱构建的理论基础一、染色体遗传理论1903年W.S.Sutton和T.Boveri分别提出了遗传因子位于染色体上的理论，他们将染色体看作是孟德尔基因的物理载体。该理论亦称为Sutton-Boveri染色体

7、遗传理论：(1)体细胞核内的染色体成对存在，其中一条来自雌亲，一条来自雄亲，成对染色体的两个成员是同源的。(2)每条染色体在个体的生命周期中均能保持其结构上的恒定性和遗传上的连续性，因而在个体的发育过程中起着一定的作用。(3)在减数分裂中，同源染色体的两个成员相互配对，随后又发生分离，走向细胞的两极，从而形成两个单倍体性细胞。二、基因重组和连锁理论连锁图谱构建的理论基础是染色体的交换与重组。基因的连锁是位于同一染色体上的基因在遗传过程中一般倾向于维系在一起。基因的重组是通过一对同源染色体的两个非姊妹染色单体之间的交换来实现的。假设某一对同源

8、染色体上存在Sh-sh，C-c两对连锁基因，现有两个亲本P1和P2，它们的基因型分别为ShShCC和shshcc，两亲本杂交产生ShshCc双杂合体。F1在减数分裂过程中应产生4