作圖群體概念及分類介紹PPT學習教案

1、會計學1作圖群體概念及分類介紹作圖群體概念及分類介紹數(shù)量性狀數(shù)量性狀質(zhì)量性狀質(zhì)量性狀受多基因控制單基因或寡基因控制表型連續(xù)變異，雜交分離世代難以明確分組，個體在數(shù)量和程度上的差異只有通過度量才能具體化，度量值要用統(tǒng)計方法處理表型不連續(xù)變異，雜交分離世代可以明確分組，可通過對不同類別個體計數(shù)，計算分離比，確定基因的數(shù)目和作用方式表型易受環(huán)境條件的影響不同環(huán)境中表現(xiàn)一般比較穩(wěn)定數(shù)量性狀和質(zhì)量性狀的區(qū)別第1頁/共29頁 親本（ Parent）： 雜交親本的簡稱，指動植物雜交時選用的雌雄個體。用符號P表示，參與雜交的雄性個體叫父本（ ） ；參與雜交的雌性個體叫母本（ ） 雜交（ Hybridizati

2、on ）： 通過不同的基因型的個體之間的交配而取得某些雙親基因重新組合的個體的方法 自交（ Selfing ）： 自交指來自同一個體的雌雄配子的結(jié)合或具有相同基因型個體間的交配 F1： 親本雜交產(chǎn)生的子一代第2頁/共29頁 基因的加性效應（Additiveeffects）： 指基因位點內(nèi)等位基因的累加效應,是上下代遺傳可以固定的分量,又稱為“育種值”，是性狀表型值的主要成分。 顯性效應（Dominant effect）： 指基因位點內(nèi)等位基因之間的互作效應，是可以遺傳但不能固定的遺傳因素，是產(chǎn)生雜種優(yōu)勢的主要部分。 上位性效應（Epistatic effect）: 指不同基因位點的非等位基因之

3、間相互作用所產(chǎn)生的效應。一對基因顯性基因的表現(xiàn)受到另一對非等位基因的作用，這種非等位基因間的抑制或遮掩作用叫上位效應。起抑制作用的基因稱為上位基因，被抑制的基因稱為下位基因。第3頁/共29頁 回交（Backcross） ： 回交是雙親或雜種的其他后代與親本之一的雜交的方式 測交（ Test Cross ）： 未知基因型的顯性個體和隱性純合體親本的交配方式，用以測定顯性個體的基因類型輪回親本：被用來回交的親本非輪回親本：未被用來回交的親本第4頁/共29頁Xu 2010, Molecular Plant Breeding, CABI部分作圖群體和他們之間的關系第5頁/共29頁第6頁/共29頁-、第

4、7頁/共29頁臨時性分離群體：初級作圖群體 臨時性分離群體的顯著特點是這一類群體為暫時性分離群體。-優(yōu)點： 構(gòu)建時間短-缺點： 個體自交后代將出現(xiàn)分離，僅能使用一次，不能永久保存，不能進行多年多點田間試驗 遺傳背景復雜，容易造成定位偏差，很難對單個進行準確鑒定和定位第8頁/共29頁F2群體構(gòu)建過程 由兩個不同基因型的純合雙親雜交產(chǎn)生F1代，又自交而形成F2代所構(gòu)成的群體稱為F2群體-優(yōu)點：易于配制，需要時間短遺傳信息豐富，可以估算加性效應和顯性效應。-缺點：表型可靠性差表型重復性差檢測微效基因能力較差。第9頁/共29頁BC群體 是由雜合子（通常為F1）與純合（輪回）親本回交1-2次產(chǎn)生。為了彌

5、補回交群體的不足，現(xiàn)在多采用先回交再自交的方式，對回交后代進行自交-優(yōu)點： 易于配制，短時間即可建立一個回交系群體-缺點：材料有限，只能使用一代表型重復性差重組交換的信息量比F2群體少第10頁/共29頁 這類群體以株系為分離單位，每一株系在遺傳上是純合的，可以不斷繁殖，反復使用，主要用于高精度和高密度作圖。永久性分離群體-優(yōu)點：可多年多點進行表型鑒定，可同時考察多種表型，提高了作圖精準度等位基因都是固定的，可無限地用于新標記作圖，可在研究小組中共享分子標記基因型可用自交產(chǎn)生的1020 個單株的混樣而更準確的測定-缺點：構(gòu)建年限較長由于不存在雜合位點，因此不能分析顯性效應定位分辨率低第11頁/共

6、29頁RIL群體構(gòu)建過程 RIL（Recombinant Inbreed Lines）群體，即重組自交系群體。將F2個體連續(xù)自交或同胞交配、或群體內(nèi)隨機交配，使得雜種的基因得以分離并進行重組，直至家系內(nèi)個體基因型純合穩(wěn)定、家系間基因型各異，這些家系就構(gòu)成了重組自交系群體。-優(yōu)點：個體基因型純合，自交不分離經(jīng)歷了多次減數(shù)分裂重組程度高于F2群體，其遺傳圖譜比F2的有著更高的解析度-缺點：構(gòu)建年限較長，在基因組的某些區(qū)域的純合比理論預期需要更長的時間不能估計顯性效應第12頁/共29頁DH群體 DH（DoubledHaploid）群體，即雙單倍體，是通過F1誘導單倍體并加倍形成的群體。-優(yōu)點：植株是

7、純合體，自交后代是純系可以進行多年多點的重復試驗，是研究基因型和環(huán)境互作的理想材料遺傳結(jié)構(gòu)直接反映F1配子中基因的分離和重組，其作圖效率與BC1群體一樣-缺點：重組只來自形成花粉時的一次減數(shù)分裂，故重組信息量相對較少有些植物很難花培，無法得到DH群體第13頁/共29頁IF2群體IF2群體：永久F2群體，是由重組自交系兩兩隨機配組產(chǎn)生的。-優(yōu)點：IF2群體和F2一樣豐富的遺傳變異能長期保存，表型檢測可以很多次重復表型準確，是較理想的定位群體-缺點：只能粗定位，不能精細定位第14頁/共29頁IF2群體的構(gòu)建有兩種方法：-將F2的每個植株在F3代以及以后世代中進行自由隨機授粉。具體就是將F3家系各取

8、40粒種子種成兩行，每行20個單株。開花期每行取5株花粉混合授到另一行的5株上，兩行進行相互授粉，每一家系收獲不少于20個果穗的種子混合構(gòu)成永久F2。-將重組自交系隨機分成兩組，彼此一對一隨機交配得F1種子，分組和交配重復進行3次所構(gòu)成群體的遺傳結(jié)構(gòu)類似于F2，故也稱為永久F2。其中每個F1組合相當于1個F2單株的基因型第15頁/共29頁次級作圖群體 精細定位作圖群體分類-初級分離群體衍生系群體： 從數(shù)量性狀初級定位群體進一步選擇衍生出來的群體，包括NILs、RHLs和QIRs -代換群體： 這類群體與數(shù)量性狀初級定位群體沒有關聯(lián)，包括導Ils、SSSLs和CSSLs 初級定位群體的不足-精確

9、度不高： 通過初級定位，估計出的位置的置信區(qū)間一般都在10cM以上，如果想進一步獲得較近的分子標記或克隆基因則非常困難-很難發(fā)現(xiàn)微效基因 第16頁/共29頁回交的遺傳效應NILs（Near Isogenic Lines）群體：近等基因系材料，是通過輪回親本對非輪回親本的連續(xù)回交并保留目標性狀的差異，因此近等基因系之間除了目標性狀以外，其它性狀位點都相同。初級分離群體衍生系群體-優(yōu)點：遺傳背景一致，可以較準確、快速地獲得分子標記可獲得基因間的上位性效應-缺點：構(gòu)建需要經(jīng)過一次雜交和多次回交，選育時間較長，工作量較大，不利于標記工作的快速開展第17頁/共29頁RHLs（Residual Heter

10、ozygous Lines）：殘留異質(zhì)系，是在F2的連續(xù)自交過程中獲得的某個或某幾個性狀保留一個親本特征，而其它一些位點上保留了另一親本的特征，并在所研究的性狀位點上始終存在分離的一套特殊群體。QIRs （QTL Isogenic Recombinants）： QTL等基因系，是首先利用小群體采用初級定位方法完成QTL定位，然后利用大群體進行精細定位。大群體中的每個個體在QTL位點均發(fā)生了一次重組，但在其它區(qū)域均一致。-優(yōu)點： QTL等基因系容易構(gòu)建，并可以獲得低于1cM的分子標記-缺點：存在背景的干擾，而且不能檢測上位性效應-優(yōu)點：殘留異質(zhì)系也具有較為一致的遺傳背景，可以用于標記輔助選擇-缺

11、點：不能估算上位性效應第18頁/共29頁Ils（Introgressive Lines）群體）群體：導人系，是通過連續(xù)的回交和自交并結(jié)合標記輔助選擇獲得的與輪回親本只有一個或極少數(shù)供體親本等位基因差異的導人片段群體。理想狀態(tài)下，整個近等基因?qū)讼蹈采w了供體親本的全基因組，每個品系帶有供體親本基因組不同的片段。理論上講，導人系的性狀值可與輪回親本的性狀值比較，兩個株系之間的性狀值的任何顯著差異都因為導入株系的導入片段存在著差異。這一同源的近等基因?qū)讼怠?優(yōu)點：具有一致的遺傳背景，可以檢測基因間的上位性效應，可使QTL定位的精確度大大提高，消除了未連鎖位點因分離而產(chǎn)生的遺傳“噪聲”和影響-缺點：

12、存在背景的干擾，而且不能檢測上位性效應代換群體第19頁/共29頁SSSLs（Single Segment Substitution Lines） ：單片段代換系，類似于近等基因系，也是通過多代回交獲得。-優(yōu)點：除目標QTL所在的染色體片段來自供體外，其它部分與受體完全相同，消除了遺傳背景的干擾，可用于單個QTL的精細定位。-缺點：回交過程中，需要通過初級定位的QTL對目標性狀進行跟蹤輔助選擇，工作量較大且較繁瑣。CSSLs（ Chromosome Segment Substitute Lines ） ：染色體片段代換系是采用多個供體親本對受體親本進行連續(xù)回交，建立一套覆蓋全基因組的、相互重疊的

13、染色體片段代換系。當代換系只代換來自供體親本的一個染色體片段，而基因組的其余部分均與受體親本相同時，則稱為單片段代換系第20頁/共29頁水稻SSSL群體構(gòu)建過程第21頁/共29頁第22頁/共29頁第23頁/共29頁 NAM（Nested Association Mapping population）群體：巢式關聯(lián)作圖群體，是由同一個公共親本與多個其它親本分別雜交，接著進行不斷自交，而獲得一個龐大的作圖群體。-優(yōu)點：其中一個親本固定，親本數(shù)目相對較少群體結(jié)構(gòu)比較好分析同時具有連鎖分析和關聯(lián)作圖的優(yōu)點-缺點：構(gòu)建群體耗時很長NAM群體的構(gòu)建過程第24頁/共29頁MAGIC群體構(gòu)建過程 MAGIC（Multiparent Advanced Generation Inter-Cross）群體： MAGIC即為多親本高世代互交群體，由多個親本經(jīng)過復雜的交配流程構(gòu)建的復雜群體。-優(yōu)點：應用了多親本互交，由此不會出現(xiàn)后代多態(tài)性下降，后代衰退的現(xiàn)象雜種優(yōu)勢更加明顯-缺點：由于實在太復雜，群體結(jié)構(gòu)比較難于把握構(gòu)建群體耗時很長第25頁/共29頁- 種質(zhì)中心收集的核心種質(zhì)-