第十章-分子遺傳標記在-家畜育種中的應(yīng)用課件

第十章分子遺傳標記在家畜育種中的應(yīng)用第十章分子遺傳標記在家畜育種中的應(yīng)用1繁殖生物技術(shù)應(yīng)用人工授精（ArtificialInsemination）鮮精：1－2天，受精率高凍精：時間長，受精率低作用：1)增加公畜的配種任務(wù)，獲得大量優(yōu)良種畜后代；2)使得種公畜使用不受時間和地域限制；擴大種公畜的遺傳改良作用；3)有利于家畜品種資源保護。繁殖生物技術(shù)應(yīng)用人工授精（ArtificialInsemi2第十章-分子遺傳標記在-家畜育種中的應(yīng)用課件3第十章-分子遺傳標記在-家畜育種中的應(yīng)用課件4性別控制與胚胎性別鑒定作用：1)增加家畜特定的性別比例，提高生產(chǎn)效率；2)根據(jù)育種需要，靈活選擇性別比例。轉(zhuǎn)基因動物

作用：提高生產(chǎn)性能，實現(xiàn)抗病育種；生產(chǎn)特定的肽和蛋白質(zhì)。性別控制與胚胎性別鑒定5胚胎分割作用：產(chǎn)生較多可用胚胎；同卵雙生子的應(yīng)用。胚胎細胞克隆作用：可產(chǎn)生更多的胚胎；可建立純系。胚胎分割6分子標記概念：不同個體之間在某些位點上，其DNA序列會出現(xiàn)差異，這些位點就可用作遺傳標記，稱為分子標記或DNA標記（molecularmarker）。分子標記概念：7種類：

I型標記：出現(xiàn)在一個基因之內(nèi)影響到該基因的功能，進而影響性狀的表型的分子標記。

II類標記：與基因功能無關(guān)的分子標記，也可稱為匿名標記（anonymousmarker）。種類：8RFLP：限制性酶切片段長度多態(tài)性，是指用限制性內(nèi)切酶酶切不同個體的基因組DNA后，所得的含有同源序列的酶切片段在長度上所存在的差異。

主要的分子標記類型

RFLP：主要的分子標記類型9RAPD：隨機擴增多態(tài)性DNA（randomlyamplifiedpolymorphicDNA），用隨機序列組成的寡核苷酸作為引物，通過PCR反應(yīng)擴增所獲得的長度不同的多態(tài)性DNA片段。

RAPD：10VNTR:可變數(shù)目串狀重復(fù)（variablenumbertandemrepeat），在真核生物的基因組中，存在許多串狀重復(fù)序列。由于重復(fù)單位的重復(fù)次數(shù)在個體間有很大差異，因而可作為一種遺傳標記，

按重復(fù)單位的大小，可分為微衛(wèi)星標記（microsatelite）和小衛(wèi)星標記（minisatelite）

VNTR:11AFLP擴增片段長度多態(tài)性（amplifiedfragmentlengthpolymorphism），是指通過特定引物和DNA多聚酶鏈式反應(yīng)（polymerasechainreaction,PCR）復(fù)制并擴增不同個體基因組DNA模板后，所得擴增片段在長度上的差異。SNPs：單核苷酸多態(tài)（singlenucleotidepolymorphisms），這是指在單個核甘酸上的突變所引起的多態(tài)，多是雙等位基因，且某一等位基因的頻率不低于1%。AFLP12優(yōu)點：多態(tài)程度高；數(shù)量多，且均勻地覆蓋整個基因組；測定不受年齡、性別、環(huán)境等因素的限制；符合孟德爾遺傳規(guī)律，能夠準確判別所有可能的基因型。優(yōu)點：13應(yīng)用：-

遺傳連鎖圖譜構(gòu)建、

QTL的檢測-

標記輔助選擇或?qū)?

遺傳多樣性研究-

研究品種起源與進化-

親子鑒定疾病診斷應(yīng)用：14

遺傳連鎖圖譜構(gòu)建連鎖圖譜（linkagemap）或遺傳圖譜（geneticmap）多個基因或分子標記按其相互間的遺傳距離在同一染色體上的線性排列。

遺傳連鎖圖譜構(gòu)建連鎖圖譜（linkagemap）或遺傳圖15原理：

基因或標記在配子形成過程中發(fā)生重組。

基因或標記座位的距離越大，重組發(fā)生概率就越大。

原理：

基因或標記在配子形成過程中發(fā)生重組。基因16基因間的遺傳距離用圖距度量，圖距的單位是摩根（Morgan或M）或厘摩（centi-Morgan或cM）基因間的遺傳距離用圖距度量17圖距函數(shù)（mapfunction）

Haldane圖距函數(shù)假定不同座位之間的交換是彼此獨立的（無干擾），其函數(shù)式為：Kosambi圖距函數(shù)考慮了不同座位之間的交換存在干擾的情況，其函數(shù)式為圖距函數(shù)（mapfunction）Kosambi圖距函數(shù)18數(shù)量性狀基因座位定位主基因：對數(shù)量性狀有明顯作用的仍然處于分離狀態(tài)的單個基因。一般認為基因的效應(yīng)（兩種純合基因型的基因型值之差）達到0.5~1.0表型標準差。數(shù)量性狀基因座（quantitativetraitloci,QTL）：對數(shù)量性狀有較大效應(yīng)的，且能夠被檢測出的單個基因或染色體片段。數(shù)量性狀基因座位定位主基因：對數(shù)量性狀有明顯作用的仍然處于分19QTL檢測的方法標記-QTL連鎖分析（marker-QTLlinkageanalysis），也稱為基因組掃描（genomescanning）候選基因分析（candidategeneapproach）QTL檢測的方法標記-QTL連鎖分析（marker-QTL20標記-QTL連鎖分析原理：遺傳標記座位等位基因與QTL等位基因之間存在連鎖不平衡關(guān)系，通過對遺傳標記從親代到子代遺傳過程的追蹤以及它們在群體中的分離與數(shù)量性狀表現(xiàn)之間的關(guān)系的分析，來判斷是否有QTL存在、它們在染色體上的相對位置以及它們的效應(yīng)大小。標記-QTL連鎖分析原理：21標記-QTL連鎖分析的基本步驟

實驗群體設(shè)計

選擇合適的遺傳標記

收集、整理標記基因型和數(shù)量性狀數(shù)據(jù)構(gòu)建標記連鎖圖譜

QTL的檢測與參數(shù)估計

標記-QTL連鎖分析的基本步驟實驗群體設(shè)計22試驗設(shè)計

基于近交系或品系（種）雜交的試驗設(shè)計用兩個在數(shù)量性狀上有較大差異（最好是處于兩個極端）的近交系或品系或品種雜交，在此基礎(chǔ)上可進行各種試驗設(shè)計?；亟辉O(shè)計F2設(shè)計試驗設(shè)計基于近交系或品系（種）雜交的試驗設(shè)計23基于家系的試驗設(shè)計半同胞家系（Half-sibFamilies）設(shè)計：女兒設(shè)計孫女設(shè)計全同胞家系設(shè)計混合家系設(shè)計基于家系的試驗設(shè)計24QTL檢測及QTL參數(shù)估計

單標記分析

假設(shè)在兩個親本近交系中在所考察的數(shù)量性狀上的差異主要由一個QTL引起，該QTL與一個標記連鎖，它們之間的重組率為r。假定它們在標記和QTL上都已完全固定，因而可假定在第一個親本系（P1）中，所有個體標記和QTL的基因型為M1Q1/M1Q1，在第二個親本系（P2）中，標記和QTL的基因型為M2Q2/M2Q2。

QTL檢測及QTL參數(shù)估計單標記分析25第十章-分子遺傳標記在-家畜育種中的應(yīng)用課件26如果這兩個親本系間的差異確實主要由該QTL引起，且QTL確實與標記連鎖（r<0.5），則這兩組個體的平均數(shù)就會有差異，據(jù)此可用均數(shù)差異的t檢驗法對以上假設(shè)進行檢驗：如果這兩個親本系間的差異確實主要由該QTL引起，且QTL確實27區(qū)間定位（IntervalMapping）

在一個已知連鎖圖譜（即標記之間的排列順序和它們之間的距離已知）的標記連鎖群內(nèi),依次在每個由相鄰標記構(gòu)成的區(qū)間內(nèi)的各個點上,利用兩個側(cè)翼標記的信息檢測QTL。區(qū)間定位（IntervalMapping）28例如區(qū)間（M，N），兩個標記之間的重組率為R（已知），設(shè)有一QTL位于它們之間的某一位置，QTL與標記M之間的重組率為r1，與N之間的重組率為r2。設(shè)兩個近交親本系中的標記-QTL基因型為M1Q1N1/M1Q1N1和M2Q2N2/M2Q2N2，在F1中則為M1Q1N1/M2Q2N2。F1與第一親本回交，在回交中可有四種標記基因型

例如區(qū)間（M，N），兩個標記之間的重組率為R（已知），設(shè)有一29第十章-分子遺傳標記在-家畜育種中的應(yīng)用課件30第十章-分子遺傳標記在-家畜育種中的應(yīng)用課件31復(fù)合區(qū)間定位將區(qū)間定位與多元回歸相結(jié)合，利用在所考察的區(qū)間以外的其它標記來消除其它可能存在的QTL的影響。復(fù)合區(qū)間定位32候選基因分析

概念：從一些可能是QTL的基因（即候選基因）中篩選QTL。

ESR雌激素受體基因候選基因分析概念：ESR雌激素受體基因33基本步驟

選擇候選基因依據(jù)所掌握的生物學或生理學知識；選擇在人類或小鼠或其他物種中發(fā)現(xiàn)的具有較大效應(yīng)的突變基因作為候選基因。獲得用于擴增基因的引物序列基本步驟選擇候選基因34檢測候選基因內(nèi)的多態(tài)性研究候選基因與性狀的關(guān)系檢測候選基因內(nèi)的多態(tài)性35標記輔助選擇

原理：

檢測與QTL連鎖的分子標記基因型，并將這些基因型信息應(yīng)用到個體的遺傳評定中，從而決定個體的選留。優(yōu)點：選擇準確性高；對于限性性狀、屠宰性狀選擇有利；有利于早期選擇。標記輔助選擇原理：36第十章-分子遺傳標記在-家畜育種中的應(yīng)用課件37標記輔助選擇方法Marker-BLUP

同時利用表型、系譜和標記的信息進行個體育種值估計。個體育種值＝QTL育種值＋多基因育種值標記輔助選擇方法Marker-BLUP38兩階段選擇

在畜禽生長早期階段，根據(jù)標記信息進行選擇，將攜帶有理想標記等位基因的個體選留。在性能測定階段，根據(jù)BLUP育種值進行選擇。兩階段選擇39習題解釋如下名詞分子標記遺傳連鎖圖譜數(shù)量性狀座位標記輔助選擇習題解釋如下名詞40第十章分子遺傳標記在家畜育種中的應(yīng)用第十章分子遺傳標記在家畜育種中的應(yīng)用41繁殖生物技術(shù)應(yīng)用人工授精（ArtificialInsemination）鮮精：1－2天，受精率高凍精：時間長，受精率低作用：1)增加公畜的配種任務(wù)，獲得大量優(yōu)良種畜后代；2)使得種公畜使用不受時間和地域限制；擴大種公畜的遺傳改良作用；3)有利于家畜品種資源保護。繁殖生物技術(shù)應(yīng)用人工授精（ArtificialInsemi42第十章-分子遺傳標記在-家畜育種中的應(yīng)用課件43第十章-分子遺傳標記在-家畜育種中的應(yīng)用課件44性別控制與胚胎性別鑒定作用：1)增加家畜特定的性別比例，提高生產(chǎn)效率；2)根據(jù)育種需要，靈活選擇性別比例。轉(zhuǎn)基因動物

作用：提高生產(chǎn)性能，實現(xiàn)抗病育種；生產(chǎn)特定的肽和蛋白質(zhì)。性別控制與胚胎性別鑒定45胚胎分割作用：產(chǎn)生較多可用胚胎；同卵雙生子的應(yīng)用。胚胎細胞克隆作用：可產(chǎn)生更多的胚胎；可建立純系。胚胎分割46分子標記概念：不同個體之間在某些位點上，其DNA序列會出現(xiàn)差異，這些位點就可用作遺傳標記，稱為分子標記或DNA標記（molecularmarker）。分子標記概念：47種類：

I型標記：出現(xiàn)在一個基因之內(nèi)影響到該基因的功能，進而影響性狀的表型的分子標記。

II類標記：與基因功能無關(guān)的分子標記，也可稱為匿名標記（anonymousmarker）。種類：48RFLP：限制性酶切片段長度多態(tài)性，是指用限制性內(nèi)切酶酶切不同個體的基因組DNA后，所得的含有同源序列的酶切片段在長度上所存在的差異。

主要的分子標記類型

RFLP：主要的分子標記類型49RAPD：隨機擴增多態(tài)性DNA（randomlyamplifiedpolymorphicDNA），用隨機序列組成的寡核苷酸作為引物，通過PCR反應(yīng)擴增所獲得的長度不同的多態(tài)性DNA片段。

RAPD：50VNTR:可變數(shù)目串狀重復(fù)（variablenumbertandemrepeat），在真核生物的基因組中，存在許多串狀重復(fù)序列。由于重復(fù)單位的重復(fù)次數(shù)在個體間有很大差異，因而可作為一種遺傳標記，

按重復(fù)單位的大小，可分為微衛(wèi)星標記（microsatelite）和小衛(wèi)星標記（minisatelite）

VNTR:51AFLP擴增片段長度多態(tài)性（amplifiedfragmentlengthpolymorphism），是指通過特定引物和DNA多聚酶鏈式反應(yīng)（polymerasechainreaction,PCR）復(fù)制并擴增不同個體基因組DNA模板后，所得擴增片段在長度上的差異。SNPs：單核苷酸多態(tài)（singlenucleotidepolymorphisms），這是指在單個核甘酸上的突變所引起的多態(tài)，多是雙等位基因，且某一等位基因的頻率不低于1%。AFLP52優(yōu)點：多態(tài)程度高；數(shù)量多，且均勻地覆蓋整個基因組；測定不受年齡、性別、環(huán)境等因素的限制；符合孟德爾遺傳規(guī)律，能夠準確判別所有可能的基因型。優(yōu)點：53應(yīng)用：-

遺傳連鎖圖譜構(gòu)建、

QTL的檢測-

標記輔助選擇或?qū)?

遺傳多樣性研究-

研究品種起源與進化-

親子鑒定疾病診斷應(yīng)用：54

遺傳連鎖圖譜構(gòu)建連鎖圖譜（linkagemap）或遺傳圖譜（geneticmap）多個基因或分子標記按其相互間的遺傳距離在同一染色體上的線性排列。

遺傳連鎖圖譜構(gòu)建連鎖圖譜（linkagemap）或遺傳圖55原理：

基因或標記在配子形成過程中發(fā)生重組。

基因或標記座位的距離越大，重組發(fā)生概率就越大。

原理：

基因或標記在配子形成過程中發(fā)生重組。基因56基因間的遺傳距離用圖距度量，圖距的單位是摩根（Morgan或M）或厘摩（centi-Morgan或cM）基因間的遺傳距離用圖距度量57圖距函數(shù)（mapfunction）

Haldane圖距函數(shù)假定不同座位之間的交換是彼此獨立的（無干擾），其函數(shù)式為：Kosambi圖距函數(shù)考慮了不同座位之間的交換存在干擾的情況，其函數(shù)式為圖距函數(shù)（mapfunction）Kosambi圖距函數(shù)58數(shù)量性狀基因座位定位主基因：對數(shù)量性狀有明顯作用的仍然處于分離狀態(tài)的單個基因。一般認為基因的效應(yīng)（兩種純合基因型的基因型值之差）達到0.5~1.0表型標準差。數(shù)量性狀基因座（quantitativetraitloci,QTL）：對數(shù)量性狀有較大效應(yīng)的，且能夠被檢測出的單個基因或染色體片段。數(shù)量性狀基因座位定位主基因：對數(shù)量性狀有明顯作用的仍然處于分59QTL檢測的方法標記-QTL連鎖分析（marker-QTLlinkageanalysis），也稱為基因組掃描（genomescanning）候選基因分析（candidategeneapproach）QTL檢測的方法標記-QTL連鎖分析（marker-QTL60標記-QTL連鎖分析原理：遺傳標記座位等位基因與QTL等位基因之間存在連鎖不平衡關(guān)系，通過對遺傳標記從親代到子代遺傳過程的追蹤以及它們在群體中的分離與數(shù)量性狀表現(xiàn)之間的關(guān)系的分析，來判斷是否有QTL存在、它們在染色體上的相對位置以及它們的效應(yīng)大小。標記-QTL連鎖分析原理：61標記-QTL連鎖分析的基本步驟

實驗群體設(shè)計

選擇合適的遺傳標記

收集、整理標記基因型和數(shù)量性狀數(shù)據(jù)構(gòu)建標記連鎖圖譜

QTL的檢測與參數(shù)估計

標記-QTL連鎖分析的基本步驟實驗群體設(shè)計62試驗設(shè)計

基于近交系或品系（種）雜交的試驗設(shè)計用兩個在數(shù)量性狀上有較大差異（最好是處于兩個極端）的近交系或品系或品種雜交，在此基礎(chǔ)上可進行各種試驗設(shè)計?；亟辉O(shè)計F2設(shè)計試驗設(shè)計基于近交系或品系（種）雜交的試驗設(shè)計63基于家系的試驗設(shè)計半同胞家系（Half-sibFamilies）設(shè)計：女兒設(shè)計孫女設(shè)計全同胞家系設(shè)計混合家系設(shè)計基于家系的試驗設(shè)計64QTL檢測及QTL參數(shù)估計

單標記分析

假設(shè)在兩個親本近交系中在所考察的數(shù)量性狀上的差異主要由一個QTL引起，該QTL與一個標記連鎖，它們之間的重組率為r。假定它們在標記和QTL上都已完全固定，因而可假定在第一個親本系（P1）中，所有個體標記和QTL的基因型為M1Q1/M1Q1，在第二個親本系（P2）中，標記和QTL的基因型為M2Q2/M2Q2。

QTL檢測及QTL參數(shù)估計單標記分析65第十章-分子遺傳標記在-家畜育種中的應(yīng)用課件66如果這兩個親本系間的差異確實主要由該QTL引起，且QTL確實與標記連鎖（r<0.5），則這兩組個體的平均數(shù)就會有差異，據(jù)此可用均數(shù)差異的t檢驗法對以上假設(shè)進行檢驗：如果這兩個親本系間的差異確實主要由該QTL引起，且QTL確實67區(qū)間定位（IntervalMapping）

在一個已知連鎖圖譜（即標記之間的排列順序和它們之間的距離已知）的標記連鎖群內(nèi),依次在每個由相鄰標記構(gòu)成的區(qū)間內(nèi)的各個點上,利用兩個側(cè)翼標記的信息檢測QTL。區(qū)間定位（IntervalMapping）68例如區(qū)間（M，N），兩個標記之間的重組率為R（已知），設(shè)有一QTL位于它們之間的某一位置，QTL與標記M之間的重組率為r1，與N之間的重組率為r2。設(shè)兩個近交親本系中的標記-QTL基因型為M1Q1N1/M1Q1N1和M2Q2N2/M