2、遗传作图及基因定位(综述)写的很好解析

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第七章 遗传图的制作与基因定位

第七章  遗传图的制作与基因定位

影响交换值的因素


1. 年龄对交换值的影响:老龄雌果蝇的重组率明显下降。
2. 性别对交换值的影响:雄果蝇和雌家蚕的进行减数分 裂时很少发生交换。

3. 环境条件对交换值的影响:高等植物的干旱条件下重 组率会下降,温度过高或过低的情况下,其重组率会增加。
4. 交换值的遗传控制:交换的发生也受遗传控制。 如在大肠杆菌中:
1.用三对性状差异的两个纯系作亲本进行杂交、测交:
P: 凹陷、非糯性、有色
×
饱满、糯性、无色
shsh
++
++
++

wxwx
cc
糯性、 无色 wxwx cc
F1及测交: 饱满、非糯性、有色 × 凹陷、 +sh +wx +c shsh
三点测验
2.考察测交后代的表现型、进行分类统计 3.确定两种亲本类型和两种双交换类型—双交
在水稻中,A对a、B对b为完全显性,Ab/aB 基因型的植株自交,在其后代中数目最少的 类型占子代总数的0.16%,则A-a和B-b两个 基因座之间的距离为多少个图距单位。 A.0.16 B.0.32 C.8 D.4
0.16%开根号,得0.04,是ab的频率,×2得 ab和AB的频率,即0.08,图距单位为8。选C

两个区域交换频率(交换值)的乘积。

例:wxshc三点测验中,wx和c基因间理论双交换值应为: 0.184×0.035=0.644%。
(三) 干扰和符合
2. 干扰(interference):

测交试验的结果表明: wx和c基因间的实际双交换值为0.09%,低于理论双交换 值0.644%,这是由于wx-sh间或sh-c间一旦发生一次交换 后就会影响另一个区域交换的发生,使双交换的频率下 降。这种现象称为干扰(interference),或干涉: 一个交换发生后,它往往会影响其邻近交换的发生。其 结果是使实际双交换值不等于理论双交换值。

第三节基因定位与连锁遗传图

第三节基因定位与连锁遗传图
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第三步,计算重组值,以确定三对基因间
的遗传距离。
由于每个双交换是由两个单交换组成的,所以 在估算两个单交换时,必须分别加上双交换值, 才能正确地反映实际发生的单交换频率。 双交换值= (4+2)/6708 ×100% =0.09% wx和sh间的重组率= (601+626)/6708 × 100%+0.09%=18.4% sh和c间的重组值 = (116+113)/6708 × 100%+0.09%=3.5%
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符合系数愈大,表示干扰愈小。符合系 数等于1,表示无干扰。符合系数为0, 表示完全干扰,即一点发生交换,其邻 近的另一点就不再发生交换。 干扰=1-符合系数
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二、遗传连锁图
基因在染色体上呈线性排列。位于同一 对同源染色体上的基因组成一个连锁群 (linkage group),它们具有连锁遗传的 关系。 把一个连锁群的各个基因之间的顺序 和距离标志出来,就成为连锁图 (linkage map),又称为遗传学图 (genetic map)(图)。
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三对基因在染色体上的位置和距离可以 图示如下: 18.4 3.5 wx ―――――――――――sh ―――c 21.9cM
上述试验结果表明:基因在染色体上 是呈线性排列的。
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(三) 干扰和符合
如果两个单交换的发生是彼此独立的, 双交换的频率就应该是两个单交换频率 的乘积。
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仍以上述玉米的三对等位基因为例,介 绍三点测验的具体步骤。 步骤:1杂交 2 测交糯性无色 shsh + + + + ↓ + +wxwx cc +Sh+Wx+c × shshwxwxcc 测交后代Ft表现型 F1配子类型 粒数 交

2.3 遗传作图的方法

2.3  遗传作图的方法

2.3 遗传作图的方法染色体作图:确定相互连锁的基因在染色体上的相对位置以及它们之间的遗传距离的过程,又称为基因定位(gene mapping)。

连锁图:根据基因在染色体上直线排列的定律,构建的基因位置以及相互交换值的图谱称为连锁图(linkage map)或遗传学图(genetic map)2.3.1 构建遗传图谱的基本原理假设交换是随机发生的,一对并列的染色单体上任何两点发生交换的机会是均等的;两个彼此靠近的基因之间因交换而分离的的几率要比互相远离的2个基因之间发生分离的几率要小。

随机的染色体上两个任意基因座越远,它们越容易被染色体断裂所分离。

因此重组率可以成为测量两个基因之间相对距离的尺度。

计算出不同基因间的重组率,就可以构建出显示基因在染色体上相对位置的图。

真核生物遗传过程中会发生减数分裂,此过程中染色体要进行重组和交换,这种重组和交换的概率会随着染色体上任意两点间相对距离的远近而发生相应的变化。

根据概率大小,就可以推断出同一条染色体上两点间的相对距离和位置关系。

正因为如此,得到的这张图谱也就只能显示标记之间的相对距离。

我们称这一距离(概率)为遗传距离(cM),由此构建的图谱也称为遗传图谱。

重组率:是指重组型配子占总配子数的百分比,用Rf表示。

Rf =(重组型配子数/总配子数) ×100%交换值:重组率通常又称为交换值。

但严格地讲,交换值不能等同于重组率。

因为非等位基因之间可能发生多重交换,但不一定形成重组型配子,导致用重组率代表交换值会造成偏低估计。

基因间距离与交换值、遗传距离、连锁强度遗传图的偏离与造成遗传图偏离的原因重组热点(r e c o m b i n a t i o n h o t s p o t):染色体上某些比其他位点有更高交换频率的位点。

近端粒区和远着丝粒区有较高重组率。

性别之间也表现重组率的差异。

双交换的出现,产生距离减少的假象。

遗传学图的绘制1)测定基因所属连锁群2)确定基因在染色体上的顺序连锁群(linkage map):位于同一染色体上的所有基因构成一个连锁群。

遗传标记基因图谱解析

遗传标记基因图谱解析

( 5 )对标记基因型数据进行连锁分析, 构建标记连锁图

设计大量的已知连锁基因个体的杂交试 验; 获得的 F1 再同纯隐性个体测交计算重组 频率;


以重组频率的 1% 作为 1 个摩尔根单位 (即1cM)将基因定位在一条直线上。
杂交:♀ec++/ec++ × ♂+sccv/Y ↓ ♀ec++/+sccv ♂ec++/Y 测交:♀ec++/+sccv×♂ecsccv/Y ↓

FISH技术的发展
(1)在中期染色体上的荧光原位杂交 (2)在减数分裂粗线期染色体上的荧 光原位杂交 (3)在间期细胞核上的荧光原位杂交 (4)在游离染色质上的荧光原位杂交 (5)在DNA纤维上的荧光原位杂交
转录图:也称cDNA图或表达序列图,表
达图。转录图就是对mRNA进行分离定位。
它是基因图的雏形,仅包括基因的cDNA 片段,即表达序列标签,实际上它就是 指可表达的基因在染色体或基因组DNA 片段上的精确定位,并且确定了各基因
AFLP标记技术具有多态性高、提供的信息量大、稳
定性好等优点,但也存在假阳性带出现频繁、技术复杂、 成本高等缺点。

遗传图谱的理论依据
( 1 )基因在染色体上是呈直线排 列的; ( 2 )非等位基因在染色体上排列 的直线距离与基因间的重组频率 呈正相关。

遗传连锁图谱的构建步骤
(1)选用合适的分子标记
(2)选择用于建立作图群体的亲本 组合 (3)建立作图分离群体
(4)测定作图群体中不同个体或者 株系的标记基因型 (5)对标记基因型数据进行连锁分 析,构建标记连锁图
10.2% ec cv 18.6%

遗传作图及基因定位

遗传作图及基因定位

连锁分析的原理
遗传标记与疾病基因连锁
通过分析遗传标记在疾病家系中的传递 情况,判断遗传标记与疾病基因是否连 锁。
VS
遗传距离与重组率
利用遗传标记与疾病基因的相对位置关系 ,计算遗传距离和重组率,进一步定位疾 病基因。
连锁分析的应用
定位到特定的染色体 区域。
生物信息学方法
利用计算机技术对大量基因组数据进 行整合分析,确定基因位置。
03
遗传标记与连锁分析
遗传标记的种类
形态学标记
利用个体的形态差异进行标记,如身高、肤色等。
细胞学标记
利用细胞分裂和染色体变异进行标记,如染色体数目和结构异常。
分子遗传标记
利用DNA序列变异进行标记,如单核苷酸多态性(SNP)。
遗传信息传递
生物体的遗传信息通过DNA分 子传递给后代,基因型的不同
会导致表型的不同。
连锁分析
利用基因型和表型之间的连锁 关系,通过统计分析确定基因 在染色体上的位置。
分子标记技术
利用DNA分子的多态性,通过比较 不同个体间的基因型差异,构建基 因型和表型之间的对应关系。
全基因组测序
通过对全基因组进行测序和分析,确 定基因在染色体上的位置和功能,进
疾病风险预测
基因定位可以帮助预测个体患某种疾病的风险,为预防措施提供指 导。
生物进化研究
01
物种起源与演化
基因定位有助于揭示物种的起源 和演化过程,了解生物多样性的 形成机制。
02
适应性进化研究
03
系统发生学研究
通过基因定位技术,可以研究生 物对环境变化的适应性进化过程。
基因定位有助于构建物种之间的 系统发生关系,为生物分类提供 依据。

遗传制作和基因定位上

遗传制作和基因定位上
如果上述3次测验确认3对基因间都是连锁 根据交 换值的大小 确定这三对基因在染色体上的位置。
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例如:已知玉米子粒有色(C)对无色(c)为显性,饱满(Sh)对 凹陷(sh)为显性,非糯性(Wx)对糯性(wx)为显性。
为了明确这三对基因是否连锁遗传,分别进行了以下三个试验:
第一组试验:
F1
F1 饱满、非糯、有色× 凹陷、粒性、无色 +sh +wx +c ↓ shsh wxwx cc Ft
F1配子及Ft表型见下表:
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先不考虑wx,只考虑C-Sh间的情况,这样就可以计算 出C-Sh间的重组值
F1
CCShSh × ccshsh ↓
CcShsh × ccshsh
三点测交的一般方法
表型
实得数 比例(%) 重组发生位点
a-b a-c c-b
a + + 580 80.9
+ b c 592
a b c 45 5.9
√√
+ + + 40
a b + 89 12.6
√√
+ + c 94
a+ c
3 0.6
√√
+b+
5
合计 1448 100
18.5 6.5 13.2
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基因在染色体上各有其一定的位置 确定基因的位置 主要是确定基因之间的距离和顺序 基因之间的距离是用 交换值来表示的,叫图距,图距单位是厘摩(centimorgan, cM)。
准确地估算出交换值 确定基因在染色体上的相对 位置 把基因标志在染色体上。

第六章基因定位与遗传连锁图02

第六章基因定位与遗传连锁图02

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(2)同线测定:利用人体染色体和标记基因 的蛋白质产物是否同时存在于杂种细胞来 定位基因。如果两个基因产物和某一条染 色体有平行关系,表明它们具有同线性而 应是在同一染色体上。(克隆分布板定位 法)
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三、链孢霉的连锁与交换

链孢霉有一个与赖氨酸合成有关的基因(lys):
• 野生型——能够合成赖氨酸,记为lys+,能在基本培 养基(不含赖氨酸)上正常生长,成熟子囊孢子呈黑色;
• 突变型——不能合成赖氨酸,称为赖氨酸缺陷型,记 为lys-,在基本培养基上生长缓慢,子囊孢子成熟较 迟,呈灰色。

用不同接合型的lys+和lys-杂交,可预期八个孢 在对子囊进行镜检时发现子囊中lys+和lys-有六
2. 不能排除双交换的影响,准确性不够高。
• 当两基因位点间超过五个遗传单位时,两点测验的准 确性就不够高。
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三点测验:步骤(1/7-2/7)
仍以玉米C/c、Sh/sh、Wx/wx三对基因连锁分析为例,在描 述时用“+”代表各基因对应的显性基因。 1. 用三对性状差异的两个纯系作亲本进行杂交、测交: P: 凹陷、非糯性、有色 × 饱满、糯性、无色 shsh ++ ++ ++ wxwx cc ↓ F1及测交: 饱满、非糯性、有色×凹陷、糯性、无色 +sh +wx +c shsh ↓ 2. 考察测交后代的表现型、进行分类统计。 wxwx cc
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子中lys+和lys-呈4:4的比例,事实也是如此。

Hale Waihona Puke 种排列方式,即我们教材p180所示的六种排列方式。
着丝粒作图

遗传学第四章遗传图的制作和基因定位

遗传学第四章遗传图的制作和基因定位

1531+1488 5885+5991+1531+1488
×
100%
= 20%
(3)P: WxC/WxC×wxc/wxc
F1:
WxC/wxc×wxc/wxc
WxC/wxc wxc/wxc Wxc/wxc wxC/wxc
2542 2716
739
717
Wx-C的重组值=
739+717 2542+2716+739+717
C-Sh的重组值=
149+152 4032+4035+149+152
× 100%
= 3.6%
(2)P: wxSh/wxSh×Wxsh/Wxsh
F1:
wxSh/Wxsh×wxsh/wxsh
wh
5885
5991
1531
1488
Wx-Sh的重组值=
玉米三对基因的三点测交结果
F1配子的基因型
1
+ ++
2
c sh wx
3
c ++
4
+ sh wx
5
+ + wx
6
c sh +
7
c + wx
8
+ sh +
Total
实得籽粒数 2 238 2 198 98 107 672 662 39 19 6 033
三、干涉和并发率
干涉(interference) :一个交换发生后,它往往会 影响邻近基因交换的发生,其结果是使实际双交 换值不等于理论双交换值。
并发率:并发系数(coefficidence of coincidence, c)
实际双交换值 C= 理论双交换值
干涉与并发率的关系
干涉(I)=1-并发率(C)
C越大,干涉越小; C=0,表示完全干涉; C=1,表示没有干涉; 0 < C <1 时,表示存在正干涉; C>1,负干涉。

真核生物基因定位基本方法和遗传图制作

真核生物基因定位基本方法和遗传图制作

真核生物基因定位的基本方法和遗传图的制作图距(map distance)即指两个基因在染色体图上距离的数量单位,它是以重组值1%去掉%号表示基因在染色体上的一个距离单位,即某基因间的距离为一个图距单位(map unit, mu)。

后人为了纪念现代遗传学的奠基人摩尔根,将图距单位称为"厘摩"(centimorgan, cM)。

假设两基因a-b间的重组率为17%,即这两个基因相距17个图距单位(17cM) 。

基因定位(gene mapping)是指将基因定位于某一特定的染色体上,以及测定基因在染色体上线性排列的顺序与距离。

基因定位的目的是通过将基因定位到染色体的基因座上后,以帮助我们理解和开发生物性状的遗传性质,特别是通过遗传连锁将一种性状的遗传与另一种性状或标记相联系,或者通过将表型差异与染色体结构的改变联系起来。

这在商业上可用于改良动植物的性状、定位和克隆人类的疾病基因等。

1.两点测交(two-point testcross):两点测交是指每次只测定两个基因间的遗传距离,这是基因定位的最基本方法。

(我仅重点介绍三点测交)2.三点测交(three-point testcross):三点测交就是通过一次杂交和一次测交,同时确定三对等位基因(即三个基因位点)的排列顺序和它们之间的遗传距离,是基因定位的常用方法。

用三点测交能测出双交换,因此更能准确地反映出连锁基因间的相对距离。

同样,在做三点测交时需要用这三个基因的杂合子(abc/+++,或ab+/++c,或a++/+bc等)同这三个基因的隐性纯合子(abc/abc)测交。

下面还是以玉米的上述三个基因为例来说明,假如用于三点测交的两个亲本为:+ + + / + + +和c sh wx / c sh wx,则F1代的基因型为:+ + + / c sh wx,然后F1与三隐性纯合体c sh wx / c sh wx测交,获得如下的结果。

从上表可以看出,8种表型的实得籽粒数各不相等,且相差悬殊,说明它们是连锁的。

基因组作图与基因定位

基因组作图与基因定位
①对果蝇和小鼠等物种的连锁分析,进行有计划的育 种实验:观察后代重组率。 ②对不发生减数分裂的细菌的连锁分析:诱导同源片 段交换,观察子代细胞重组率。
接合:DNA从一个细菌到另一个细菌。 转导:通过噬菌体转移小片段DNA。 转化:受体菌从环境中摄取供体细胞释放的DNA片段
③对人的连锁分析,只能通过家系分析完成:分析家 庭连续几代成员遗传标记与某基因(或某疾病)共同 出现的频率。
将一组不同颜色的荧光标记探针与单个变性的 染色体杂交,分辨出每种杂交信号,从而测定 出各探针序列的相对位置。
探针间位置关系提供了DNA序列与基因组图谱 间的联系。
物理图作图方法Ⅱ:荧光原位杂交 (FISH)作图
难点6
物理图作图方法Ⅲ:序列标记位 点(STS)作图
STS 来源于基因的编码序列, 是染色体上位置 已定的、核苷酸序列已知的、且在基因组中只 有一份拷贝的DNA短片断位点,片段长200- 500bp。 基本特征:唯一性。
基因组学
基因组作图
genome mapping
这条轨道上的信息中蕴藏多少金钱呢?
我国能在竞争中 占据多少地盘呢?
基本要求
1、掌握基因组遗传图和基因组物理图的 概念和原理; 2、了解基因组作图技术进展和在医学研 究中的应用。
与基因组作图有关的诺贝尔奖
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1933
Cosmid粘粒
①cosmid 是英文 cos site-carrying plasmid 的缩写, 也称 粘粒、柯斯载体。是人工建造的含有λ噬菌体DNA的 cos序列和质粒复制子的特殊类型的质粒载体。 ② 带有质粒的复制起点、克隆位点、选择性标记以及λ 噬菌体用于包装的cos末端等。 ③可利用噬菌体体外包装的特性,利用噬菌体感染的 方式将重组DNA导入受体细胞。但它不会产生子代噬 菌体,而是以质粒DNA的形式存在于细胞内。

第4章遗传的制作和基因定位下

第4章遗传的制作和基因定位下

二个基 因紧密 连锁:
lac-: 乳糖不 发酵
ade-: 腺嘌呤 缺陷型
Hfr: lac+ade+strs X F-: lac-ade-strr
混合60min
MM+str
F-:ade+strr 1000 影印EMB
紫红色菌落:lac+ade+ 780(亲本型) 白色或粉红色菌落:lac- ade+ 220(重组型)
LT22 phe- try- tyr- × LT2 met- his-
(苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸) (甲硫氨酸、组氨酸)
营养缺陷型
↓ 营养缺陷型
常型的细菌)
原养型的菌落(即出现个别正
那么这些原养型菌落的出现是由接合引起的?
还是由转化引起的? 他们先进行U形管实验 (P159),结果在LT22一臂获得原养型的菌株, 由此推测可能有一种可通过滤膜的过滤性因子 (FA)在起作用。进一步利用DNA酶处理,结果 FA不受DNA酶影响,从而消除了转化作用的可能 性。最后认为FA是一种噬菌体,发现了转导。
再对每一个重组子的非选择性标记azi ton lac gal 进行测定。
azi:叠氮化钠抗性, ton:噬菌体T1抗性
中断杂交实验结果
表 8-5 Hfr×F-中断杂交中不同时间非选择标记标记的重组率
取样时间 (分)
各非选择标记标记的重组频率(%)
thr+ leu+
azis
tons
lac+
gal+
⑷.自主状态时
F 因子独立进行分裂。
F+×F-:先形成接 合管,F因子的DNA边 转移边复制,F-细胞
F+细胞。
㈡、Hfr细胞的形成及染色体的转移:
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F2群体的另一个缺点是不易长期保存,有性繁殖一代后,群体的 遗传结构就会发生变化。为了延长F2群体的使用时间,一种方法是 对其进行无性繁殖,如进行组织培养扩繁。但这种方法不是所有的植 物都适用,且耗资费工。另一种方法是使用F2单株的衍生系(F3株 系或F4家系)。将衍生系内多个单株混合提取DNA,则能代表原F2 单株的DNA组成。为了保证这种代表性的真实可靠,衍生系中选取 的单株必须是随机的,且数量要足够多。这种方法对于那些繁殖系数 较大的自花授粉植物(如水稻、小麦等)特别适用。
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。 • 构建DNA连锁图谱可以选用不同类型的分离群体,它们 各有其优缺点,因此应结合具体情况选用。
建立RI群体是非常费时的。在实际研究中,人们往往 无法花费那么多时间来建立一个真正的RI群体,所以常常 使用自交6~7代的“准”RI群体。
在RI群体中,每一分离座位上只存在两种基 因型,且比例为1:1。 RI群体的优点是可以长期使用,可以进行重 复试验。因此它除了可用于构建分子标记连锁图 外,特别适合于数量性状基因座(QTL)的定位 研究。但是,考虑到构建RI群体要花费很长时间, 如果仅是为了构建分子标记连锁图的话,选用RI 群体是不明智的。另外,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。
3.5基于混合线性模型的复合区间作图法 (Mixed Composite Interval Mapping) • 朱军提出了用随机效应的预测方法获得 基因型效应及基因型与环境互作效应, 然后再用区间作图法进行遗传主效应及 基因型与环境互作效应的QTL分析。
• 该模型可以扩展到分析具有加×加、加×显、 显×显上位性的各项遗传主效应及其与环境互 作效应的QTL。 • 利用这些效应估计值 , 可预测基于 QTL 主效应 的普通杂种优势和基于QTL 与环境互作效应的 互作杂种优势。 但该模型在检测上位性效应、基因型与环 境互作效应的灵敏度有限,不同重复资料间的 吻合性不高。
第三章 遗传作图及基因/QTL定位
1、作图群体的建立
• 建立完整的、高密度的分子遗传图谱是研究数 量性状基因的前提。 • 构建遗传图谱的主要环节包括: • ①根据遗传材料之间的多态性确定亲本组合,建 立作图群体(作图成功和高效的关键); • ②群体中不同植株或品系的标记基因型的分析; • ③标记间连锁群的确立。
(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。由于自交的作用是使基因型纯合化,因此,RI 群体中每个株系都是纯合的,因而RI群体是一种可以长期 使用的永久性分离群体。理论上,建立一个无限大的RI群 体,必须自交无穷多代才能达到完全纯合;建立一个有限 大小的RI群体则只需自交有限代。然而,即使是建立一个 通常使用的包含100~200个株系的RI群体,要达到完全纯 合,所需的自交代数也是相当多的。
3.1 单标记分析法
• 单标记分析法就是通过t 测验、方差分析、回 归分析、似然比测验或最大似然估计,比较某 一标记不同基因型数量性状表型值间的差异, 如果差异显著,则说明控制数量性状的QTL与 该标记有连锁,进而估计其效应。 • 单标记分析法有一个显著的优点,即不需要完 整的标记连锁图,因而早期的QTL定位研究多 采用这种方法。
(一)F2代群体 F2群体是常用的作图群体,迄今大多数植物的DNA标记连锁图谱 都是用F2群体构建的。不论是自花授粉植物,还是异花授粉植物, 建立F2群体都是容易的,这是使用F2群体进行遗传作图的最大优点。 但F2群体的一个不足之处是存在杂合基因型。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。而为了提高精度,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。
• 但传统的单标记分析方法存在许多缺点: • ①不能确定标记是与一个QTL连锁还是与几个 QTL连锁; • ②无法确切估计QTL的可能位置; • ③遗传效应与重组率混合在一起,导致低估了 QTL的遗传效应; • ④容易出现假阳性; • ⑤检测效率不高,所需的个体数较多, • ⑥对于某标记而言,基因型缺失的个体必须剔 除。
(二)BC1群体
BC1(回交一代)也是一种常用的作图群体。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,因而BC1群体的作图效率最高, 这是它优于F2群体的地方。
虽然BC1群体是一种很好的作图群体,但它也与F2群 体一样,存在不能长期保存的问题。可以用F2中使用的 类似方法来延长BC1群体的使用时间。另外,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,二是容易出现假杂种,造成作 图的误差。
• 复合区间作图法也存在一些问题,主要 有: • 不能分析上位性及 QTL 与环境互作等复 杂的遗传效应;
3.4多重区间作图法(Multiple Interval Mapping, MIM)
• Kao 和Zeng等(1999)提出了多重区间作图 法进行基因定位,这种方法也是以极大似然法 估算遗传参数,突破了回归方法的局限性, 可 同时在多个区间上检测多个QTL,使QTL作图 的精确度和有效性得到了改进。 • 利用MIM法还能估计和分析QTL之间的上位性、 个体的基因型值和数量性状的遗传力。但其计 算相当复杂,而且如何确定合适的临界值目前 尚无理论支持。
3.2区间作图法(Interval mapping, IM)
• 鉴于单标记方法存在的问题,Lander 和 Bostein(1989)提出了基于两个侧邻标记 的区间作图法。
• 该方法借助于完整的分子标记连锁图谱,计算 基因组任意位置上两个相邻标记之间存在或不 存在QTL的似然比的对数(LOD值)。 • 根据整个染色体上各点处的LOD值可以检测出 一个QTL在该染色体上存在与否的似然图谱。 当LOD值超过某一给定的临界值时,即表明存 在一个QTL, • 其置信区间为对应于峰两侧各下降 1 个 LOD 值 的图谱区间。
Name Mapmaker/QT L Q T L Cartographer Map manager QT QGeneTM MapQTLTM PLABQTL MQTL Multimapper The QTL Café Epistat QTLMapper
Source ftp:///pu b/mapmaker3 /qtlc art/ http://mcbio.med.buffalo.e du/mapmgr.html qgene@clarityconnect.co m http://www.cpro.dlo.nl/cbw/ http://www.unihohenheim.d e/-ipspwww/soft.html ftp://gnome.agrenv.mcgill.c a/pub/genetics/ http://www.RNI.Helsinki.FI/ ~mjs/ /g.g .seaton/ / epistat.htm /softwar e/qtlmapper/
(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)。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群体直接从F1花粉经培养产生,因而建立DH群体 所需时间不多。但是,产生DH植株有赖于花培技术。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。另外,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。因此,如果是以构建分子标记连锁 图为主要目的的话,DH群体不是一种理想的作图群体。
• 但区间作图法仍存在许多问题: • 无法检测上位性效应和基因型与环境的 互作; • 当相邻 QTL 相距较近时, QTL 间相互干 扰使QTL的位置和效应估计出现偏差; • 每次检验仅用两个标记,其他标记的信 息osite Interval
Mapping, CIM) • 复合区间作图法是Zeng系统研究了多元 线性回归方法(一个因变量和多个自变量 间的相关关系)进行QTL作图的理论基础, 进而提出把多元回归与区间作图结合起 来的QTL定位方法。 • 该方法中拟合了其它遗传标记,即在对 某一特定标记区间进行检测时,将其它 与QTL连锁的标记也拟合在模型中以检 测背景遗传效应。
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
• 亲本的选择直接影响到构建连锁图谱的难易程 度及所建图谱的适用范围。一般应从四个方面对亲 本进行选择, • 首先要考虑亲本间的DNA多态性。亲本之间的 DNA多态性与其亲缘关系有着密切关系,这种亲 缘关系可用地理的、形态的或同工酶多态性作为选 择标准。 • 第二,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。 • 第三,要考虑杂交后代的可育性。亲本间的差异过 大,杂种染色体之间的配对和重组会受到抑制,导 致连锁座位间的重组率偏低,并导致严重的偏分离 现象,降低所建图谱的可信度和适用范围;严重的 还会降低杂种后代的结实率,甚至导致不育,影响 分离群体的构建。
• 利用重组自交系间互交构建的永久性 F 2 群体 (Immortalized F2),具有以下突出优点: • ①基因型组成类似于 F2群体 , 具有丰富的遗传 信息; • ②与F2每种基因型仅一个单株相比,永久性F2 群体可有大量植株为同一基因型。 • 该群体兼具F2和永久性作图群体的优势,为遗 传研究提供了新的材料类型。
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