PCR标记（特异扩增） RAPD标记（随机扩增） 微卫星标记（简单重复序列扩增）
□ SNP标记
单核苷酸多态性 Simple Nucleotide Polymorphism 个体DNA序列之间单个核苷酸的差异，例如
3. 统计方法的发展
单标记分析法 区间作图法 复合区间作图法
基于混合线性模型的QTL基因定位方法
y j b0 b* X * j b f X fj j
f
区间作图法和复合区间作图法的共同缺点：
⑴回归效应为固定效应 ⑵不能分析基因型与环境的互作 ⑶不能分析复杂的遗传效应
4。
基于混合线性模型的QTL基因定位方法(Zhu, 1998,1999; Wang & Zhu, 1999)
y j b0 b
* * Xj
j
区间作图法优点: 能推断相邻分子标记(Mi-和Mi+) 之间QTL的位置及遗传效应
+ −
+ −
+
区间作图法缺点：其它QTL的存在会干扰定位的准确性
−
3。
复合区间作图法(Composite Interval Mapping) (Zeng, 1994)
遗传假定：数量性状受多基因控制
A 检测各单株或品系某一位点分子标记的多态性
Code 1
1
3
2
2
1
2
3
3
B 测定各单株有关数量性状值 Data for QTL mapping
分子标记信息 性状表现型值
Group Marker No. 个体 1 个体 2 个体 3 个体 4 个体 5 个体 6 个体 7 个体 8 个体 9 个体 10 个体 11 个体 12 个体 13
mq mQ r 2
mq mq 1 r 2
MQ MQ (1r )2 4
MQ Mq r (1 r ) 2
/ mQ
Mq
mQ mq r (1r ) 2
r 2 (1 r )2 r (1r ) 2 2 连续自交
(1r )2 4
mq mq
MQ MQ 1 1 2 r
2
AAE1 1.459
AAE2 4.228 -4.372 -5.649 1.087
AAE3 -5.687 1.126 -1.537
H
2
1.52% 0.90% 1.50% 0.12% 0.03% 5.30% 0.84%
1.27% 3.246 4.195 1.373
-3.432 4.379 8.23 -4.079 -4.153 2.357 2.753
Ch-M 1_6 1_15 2_12 3_1 4_10 5_7 6_3 7_1 7_14 7_6 8_1 8_12 9_5 10_8 12_2 A -20.476 7.153 -4.876 H2 0.1734 0.0296 0.0138 AE1 -8.19 -0.99 -4.68 3.54 -1.99 -0.74 4.95 -3.702 0.0079 3.94 4.345 -3.711 2.743 AE2 AE3 7.058 1.082 H2 0.0339 0.0006 0.0118 0.0076 0.0035 0.0002 0.0361 0.0332 0.032 0.0004
第2讲 现代数量性状的遗传研究
I. 现代数量性状遗传研究方法
II. QTL定位研究的发展
III. QTL在分子育种中的应用
IV. 常用的数量遗传学分析软件
I. 现代数量性状遗传研究方法
1、数量性状的QTL定位原理
◆比较染色体区段与性状表现型是否呈一致性变化
◆检测各个位点标记基因型间数量性状表型值的差异显
采用MCIM作图法可分析 (t1t) 时刻的QTL条件遗传主 效应和QTLE条件互作效应：
y ( t|t 1) X Q bQ ( t|t 1) U E e E ( t|t 1) UQE eQE ( t|t 1) U M e M ( t|t 1) U ME e ME ( t|t 1) e ( t|t 1) ~ N ( X Q bQ ( t|t 1) , V( t|t 1) )
f l p q
yhj a1 x A1 j a2 x A2 j aaxAA j
Ai
二维搜索 ＋ BGV控制
测验点 i 移动方向
AAij Aj
测验点 j 移动方向
区间作图法 IM
复合区间作图法 CIM
基于混合模型的
复合区间作图法
MCIM
Table 1. Mapping QTL with A & AE effects for plant height of rice
A
红花
a
白花
镜 检 染 色 体
3.生化标记
□ RFLP标记
限制性片段长度多态性 Restriction Fragment Length Polymorphism 是指限制性内切酶酶切DNA双链，在亲本间产生 片段长度的差异。例如：
□ PCR标记
聚合酶链式反应 Polymerase Chain Reaction 扩增某一DNA序列，再分析片段长度
MQ 1 r 2
Mq mQ
mq 1 r 2
Haploid P2×F1
mq MQ 1 r 2
Mq mq mQ mQ r2 2
DH
MQ mq 1 r 2

Mq Mq r2 2 MQ mQ r (1 r ) 2
F2
MQ mq
BC2
mq Mq r 2
Mq Mq
RIL
mQ mQ
2r 1 2 r
2r 1 2 r
1 1 2 r
mq mq
永久F2群体
由RIL随机交配而成
高世代回交群体
由两亲本经杂交后再回交２代或２代以上
• 受体与供体杂交得到F1 • F1与供体回交，得到BC1群体 • 根据表型选择，继续与供体系回交，得到 BC2群体
◆
构建图谱
A 分子标记连锁图谱—mapmaker 3.1
B QTL图谱– mapmaker/QTL 1.1
◆
结果分析
II. QTL定位研究的发展
1. 作图群体的发展
2. 分子标记的发展
3. 统计方法的发展
1. 作图群体的发展
• 常规作图群体 F2群体、回交群体、RIL群体、DH群体 • 非常规作图群体 永久F2群体、高世代回交群体、单片段 替换系群体、次级作图群体
单片段替换系群体
供体 受体
单片段替换系
次级作图群体
由单片段替换系与受体, 或单片段替换系 之间交配所产生的作图群体
2. 分子标记的发展
遗传标记genetic marker 基因组某一位点所标 上的记号。可识别性 可遗传性
1.形态标记 2.细胞学标记
4.DNA标记 电 泳 同 功 酶 检 测 片 段 长 度
M
m
r
Q q
? P1×F1
MQ ( ) MQ
P1 ×
MQ ) mq
mq ( ) P2 mq
(
F1
r 2 r 2
MQ MQ 1 r 2
Mq Mq r 2
mQ mQ r 2
mq mq 1 r 2
MQ MQ 1 r 2
MQ Mq r 2
BC1
MQ mQ r 2
Single Marker Analysis (F2)
T测验法缺点： •无法确定QTL与标记的关联程度及QTL的位置 •无法准确估算QTL的效应值
2。
区间作图法(Interval Mapping) (Lander和Botstein,1989)
遗传假设: 遗传变异只受一对基因控制
y G
3 2 0 2 0 0 2 1 1 0 2 2 1 1 2
性状 1性状 2性状 3 9.1 10.4 38.7 10 10.4 38.7 10.7 10 38.6 11 12.5 39.9 10.5 10.7 38.1 10.1 10.8 38.8 9.6 11.6 39.7 9.7 11 37.7 9.7 11.6 39.5 9.4 11.3 38.7 8.5 10.6 38.3 10 11.7 36.8 9.5 9.4 36.6
著性
L1 LOD =Log10 [ ] L0
无 连 锁
MM
MM
Mm
mm
Mm
mm
有 连 锁
性状平均值
分别表示QQ, Qq 和 qq 的频率
2、数量性状的QTL定位步骤
◆
构建群体
P×F1
BC×F1
BCn
P1 × P2
BC
Doubled
F1
连续自交
Haploid
DH
F2
RIL
◆分子标记实验与田间试验
5
RG556 RZ390 RG313 RZ556 RG403 RG229 4 RG13 CDO105 RZ649 RZ67 RZ70 RZ225
2
2
2
4 5 4
3 5
2
3
RG256 RZ213 RZ123 RG520
2
CDO87 RG910 RG418A
6
RZ398 RG213 Amp -3 Est -2 RZ144 RZ667 Pgi -2 pRD10B RG648 RG424 RG162 RG172 CDO544 2 RG653 Amy2A RG433 Cat -1
1 1 1 0 2 0 0 1 0 1 2 1 2 1 0
1 2 1 0 2 0 0 1 0 1 2 1 2 1 0
2 1 1 1 0 0 0 2 0 1 1 1 1 0 2