分子標(biāo)記和QTL定位分析

關(guān)于分子標(biāo)記和QTL定位分析第1頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三

概述一、分子標(biāo)記molecularmarker廣義的分子標(biāo)記指具有遺傳多態(tài)性的生物大分子，包括DNA標(biāo)記和生化標(biāo)記。狹義的分子標(biāo)記專指直接反映DNA核苷酸序列多態(tài)性的DNA標(biāo)記。第2頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三

類型一、分子標(biāo)記第一類：以分子雜交為核心的分子標(biāo)記技術(shù)：

★限制性片段長度多態(tài)性標(biāo)記（RFLP）；

★

DNA指紋技術(shù)（DNAFingerprinting）★原位雜交（insituhybridization）等.第3頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA（RandomamplificationpolymorphismDNA,簡稱RAPD標(biāo)記）；簡單序列重復(fù)（Simplesequencerepeat,簡稱SSR標(biāo)記）或簡單序列長度多態(tài)性（Simplesequencelengthpolymorphism,簡稱SSLP標(biāo)記）；擴(kuò)增片段長度多態(tài)性（Amplifiedfragmentlengthpolymorphism,簡稱AFLP標(biāo)記）；序列標(biāo)記位點（Sequencetaggedsites,簡稱STS標(biāo)記）；序列特異性擴(kuò)增區(qū)域（Sequencecharacteredamplifiedregion,簡稱SCAR標(biāo)記）等。第二類：以PCR為核心的分子標(biāo)記技術(shù)一、分子標(biāo)記

類型第4頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三第三類：基于DNA測序的的分子標(biāo)記一、分子標(biāo)記

類型單核苷酸多態(tài)性（Singlenucleotidepolymorphism,簡稱SNP標(biāo)記）；表達(dá)序列標(biāo)簽（Expressedsequencestags,簡稱ESTs標(biāo)記）。第5頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三二、遺傳圖譜

概念遺傳圖譜（geneticmap）又叫連鎖圖譜（linkagemap）是指對遺傳重組結(jié)果進(jìn)行連鎖分析得到的基因標(biāo)記或其他遺傳標(biāo)記在染色體上相對位置的排列圖。分子遺傳圖譜：以分子標(biāo)記所構(gòu)建的遺傳圖譜。第6頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三二、遺傳圖譜

理論依據(jù)指染色體的交換和重組在細(xì)胞減數(shù)分裂時，非同源染色體上的基因相互獨立、自由組合，同源染色體上的兩個非姊妹染色單體之間發(fā)生交換，產(chǎn)生非等位基因間的重組，形成了重組子。重組型配子所占總配子的比例稱為重組率，用r表示。重組率的高低取決于減數(shù)分裂細(xì)胞中發(fā)生交換的頻率，兩對基因之間的直線距離決定它們之間的交換率，交換率越高，則重組率越大。遺傳圖譜的構(gòu)建就是用重組率來表示基因的遺傳距離，圖距單位用厘摩（Centi-Morgan，cM）表示，1cM的大小大致表示1%的重組率（Bohnetal，1996）。但遺傳圖譜只是顯示基因在染色體上的相對位置，并不能代表DNA的實際長度。第7頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三二、遺傳圖譜

理論依據(jù)第8頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三二、遺傳圖譜

構(gòu)建遺傳圖譜步驟親本的選擇和選配作圖群體的創(chuàng)建分子標(biāo)記的連鎖分析第9頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三二、遺傳圖譜

構(gòu)建遺傳圖譜步驟選擇原則：親本間應(yīng)具有較高的多態(tài)性；親本之間的DNA多態(tài)性與其親緣關(guān)系有著密切關(guān)系，親本之間親緣關(guān)系越遠(yuǎn)，多態(tài)性越豐富，圖譜上連鎖的標(biāo)記才可能越多，該圖譜的經(jīng)濟(jì)價值就越大。要考慮雜交后代的可育性；親本間的差異不能過大，否則染色體之間的配對和重組會受到抑制，嚴(yán)重的會降低雜種后代的結(jié)實率，甚至導(dǎo)致不育，影響分離群體的創(chuàng)建。在選配親本時還應(yīng)對親本及其F1雜種進(jìn)行細(xì)胞學(xué)鑒定；若雙親間存在相互易位，或多倍體材料（如小麥）存在單體或部分染色體缺失等問題，那么其后代就不宜用來構(gòu)建連鎖圖譜。注釋：在演講時，1.2.3解釋部分可刪去。親本的選擇和選配第10頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三二、遺傳圖譜

構(gòu)建遺傳圖譜步驟F1群體F2群體BC1群體等作圖群體的類型第11頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三二、遺傳圖譜

構(gòu)建遺傳圖譜步驟F1群體、F2群體、BC1群體等F1群體是目前果樹遺傳作圖上應(yīng)用較多的群體類型，其創(chuàng)建時間短，能夠分別為兩個親本作圖，適用于梨、蘋果等基因組雜合度高、自花不結(jié)實的樹種。F2群體在農(nóng)作物上很難進(jìn)行連續(xù)研究，所以限制了其應(yīng)用。而在果樹上，由于果樹可以無性繁殖，F(xiàn)2代作圖群體是果樹遺傳作圖的理想材料。BC1群體是由雜交F1代與親本之一回交產(chǎn)生的群體，該群體配子類型較少，數(shù)據(jù)統(tǒng)計及作圖簡單，應(yīng)用一些AFLP，RAPD等顯性標(biāo)記就可揭示基因型的所有信息。作圖群體的類型第12頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三二、遺傳圖譜

構(gòu)建遺傳圖譜步驟目前果樹上常用的構(gòu)建遺傳圖譜的軟件有MapmakerJoinMapWinQTLCart等

分子標(biāo)記的連鎖分析第13頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三二、遺傳圖譜

構(gòu)建遺傳圖譜的目的遺傳圖譜構(gòu)建是數(shù)量性狀基因定位（QTL）、基因克隆及分子標(biāo)記輔助選擇（MAS）的基礎(chǔ)。

第14頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三三、QTL定位

意義第15頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三三、QTL定位QTL（數(shù)量性狀基因座）：控制數(shù)量性狀的基因在基因組中的位置。QTL定位就是用數(shù)理統(tǒng)計的方法，分析整個基因組DNA分子標(biāo)記和數(shù)量性狀表型值的關(guān)系，檢測QTL的存在并將QTL定位在遺傳圖譜上，確定遺傳標(biāo)記與QTL間的遺傳距離，并估測QTL的遺傳效應(yīng)。

原理第16頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三三、QTL定位單標(biāo)記分析法區(qū)間作圖法復(fù)合區(qū)間作圖法混合線性模型

方法第17頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三四、舉例歐亞種葡萄‘紅地球’和山葡萄‘雙優(yōu)’雜交的94個F1代單株，以山歐雜種‘北冰紅’自交的94個F2代單株為作圖群體，采用SSR和SRAP兩種分子標(biāo)記技術(shù)分別構(gòu)建了‘地球’、‘雙優(yōu)’和‘北冰紅’的分子遺傳圖譜，并對‘紅地球’、‘雙優(yōu)’及其94個雜交后代，對‘北冰紅’及其94個自交后代的抗寒性進(jìn)行鑒定，最后用區(qū)間作圖法對葡萄的寒性進(jìn)行了QTL定位研究。葡萄高密度遺傳圖譜的構(gòu)建和抗寒性的QTL定位，為今后抗寒基因的定位、克隆以及分子標(biāo)記輔助育種提供了可靠的理論依據(jù)和方法材料，對提高葡萄抗寒育種水平具有重要意義

山葡萄高密度分子遺傳圖譜構(gòu)建及抗寒性QTL定位研究第18頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三四、舉例第一步：作圖群體歐亞種葡萄‘紅地球’和山葡萄‘雙優(yōu)’雜交的94個F1代單株；山歐雜種‘北冰紅’自交的94個F2代單株；

山葡萄高密度分子遺傳圖譜構(gòu)建及抗寒性QTL定位研究第19頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三四、舉例第二部：構(gòu)建遺傳圖譜采用SSR和SRAP兩種分子標(biāo)記技術(shù)；構(gòu)建‘地球’、‘雙優(yōu)’和‘北冰紅’的分子遺傳圖譜；‘紅地球’、‘雙優(yōu)’及其94個雜交后代，對‘北冰紅’及其94個自交后代的抗寒性進(jìn)行鑒定；

山葡萄高密度分子遺傳圖譜構(gòu)建及抗寒性QTL定位研究第20頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三四、舉例第三部：QTL定位分析區(qū)間作圖法

山葡萄高密度分子遺傳圖譜構(gòu)建及抗寒性QTL定位研究第21頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三四、舉例本研究的意義葡萄高密度遺傳圖譜的構(gòu)建和抗寒性的QTL定位，為今后抗寒基因的定位、克隆以及分子標(biāo)記輔助育種提供了可靠的理論依據(jù)和方法材料，對提高葡萄抗寒育種水平具有重要意義。

山葡萄高密度分子遺傳圖譜構(gòu)建及抗寒性QTL定位研究第22頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三四、舉例

山葡萄高密度分子遺傳圖譜構(gòu)建及抗寒性QTL定位研究第23頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三四、舉例

山葡萄高密度分子遺傳圖譜構(gòu)建及抗寒性QTL定位研究第24頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三四、舉例

山葡萄高密度分子遺傳圖譜構(gòu)建及抗寒性QTL定位研究第25頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三四、舉例

山葡萄高密度分子遺傳圖譜構(gòu)建及抗寒性QTL定位研究第26頁，講稿共30頁，2023年5月2日，星期三四、舉例

山葡萄高密度分子遺傳圖譜構(gòu)建及抗寒性QTL定位研究第27頁