实验三群体分析性状分离图谱构建及SEA、Joinmap软件应用

实验三群体分析性状分离图谱构建

及SEA、Joinmap软件应用

一、实验目的

1.学习作图群体概念及、数量性状分离分析法SEA软件的使用及Joinmap作图软件的使

用；

2.掌握作图群体的构建，能够使用SEA软件对数量性状进行遗传分析，并应用Joinmap

软件绘制遗传图谱。

二、实验原理

（一）基本概念

1.数量性状（Quantitative characters）

数量性状指个体间表现的差异受多基因控制，表型连续变异，杂交分离世代难以明确分组，个体在数量和程度上的差异只有通过度量才能具体化，度量值要用统计方法处理表型易受环境条件的影响。

2.质量性状(Discrete characters )

质量性状指个体间表现的差异受单基因或寡基因控制，表型不连续变异，杂交分离世代可以明确分组，可通过对不同类别个体计数，计算分离比，确定基因的数目和作用方式不同环境中表现一般比较稳定。

3.亲本（Parent）

杂交亲本的简称，指动植物杂交时选用的雌雄个体。用符号P表示，参与杂交的雄性个体叫父本（♂）；参与杂交的雌性个体叫母本（♀）

4.杂交（Hybridization）

通过不同的基因型的个体之间的交配而取得某些双亲基因重新组合的个体的方法

5.自交（Selfing）

自交指来自同一个体的雌雄配子的结合或具有相同基因型个体间的交配

6.F1：亲本杂交产生的子一代。

7.F2：特指F1自交产生的后代。

8.回交（Backcross）：回交是双亲或杂种的其他后代与亲本之一的杂交的方式。

9.测交（Test Cross ）：未知基因型的显性个体和隐性纯合体亲本的交配方式，用以测定显性个体的基因类型。

10.轮回亲本：被用来回交的亲本。

11.非轮回亲本：未被用来回交的亲本。

12.基因的加性效应（Additiveeffects）

指基因位点内等位基因的累加效应,是上下代遗传可以固定的分量,又称为“育种值”，是性状表型值的主要成分。

13.显性效应（Dominant effect）

指基因位点内等位基因之间的互作效应，是可以遗传但不能固定的遗传因素，是产生杂种优势的主要部分。

14.上位性效应（Epistatic effect）

指不同基因位点的非等位基因之间相互作用所产生的效应。一对基因显性基因的表现受到另一对非等位基因的作用，这种非等位基因间的抑制或遮掩作用叫上位效应。起抑制作用的基因称为上位基因，被抑制的基因称为下位基因。

（二）作图群体的分类

1.双亲本作图群体

1）初级作图群体

临时性分离群体（F2和回交群体）

永久性分离群体（DH、RIL、IF2）

2）次级作图群体

初级分离群体衍生系群体（NILs、RHLs）

代换系群体（Ils、CSSLs）

2.多亲本作图群

1）NAM (Nested Association Mapping) 群体

2）MAGIC (Multi-parents Advanced Generation Inter-Crossing) 群体

3.体自然群体

1）种质中心收集的核心种质

2）现代商业品种以及这些品种的亲本

3）突变体

4）野生种

5）地方种

（三）F2作图群体

1.定义：由两个不同基因型的纯合双亲杂交产生F1代，又自交而形成F2代所构成的群体称为F2群体。

2.优点：易于配制，需要时间短，遗传信息丰富，可以估算加性效应和显性效应。

3.缺点：表型可靠性差，表型重复性差，检测微效基因能力较差。

F2群体构建过程图

（四）数量性状分离分析法（SEA）

1.定义

通过质量性状表现型推测其基因型称为孟德尔式分离分析法，相似地通过双亲分离群体数量性状观测值来推测其主期因遗传模式作用方式称为数量性状分离分析法。很多国内外学者建立了这种法，在我国最具有影响的是盖钧镒、王建康和章元明建立和发展的植物数量性状分离分析法。

2.SEA编制与运行环境

SEA软件包是使用Microsoft公司的Visual Studio2010旗舰版开发的，汇编语言采用C++。对计算机软硬件环境要求：奔腾以上机型，Windows98/2000/XP/Win7等操作系统。通过下拉选项和表格的方式与用户进行交互，整个操作只要通过简单的鼠标点击即可完成。

3.SEA分析的群体类型

植物数量性状分离分析软件包SEA分析的双亲分离群体类型，包括单个分离群体及其亲本、五世代群体、六世代群体及其家系群体几种类型。对于杂交困难的作物，采用五世代群体为宜；对于杂交容易的作物，采用六世代群体为宜；对于遗传率低的数量性状，采用家系群体为宜。

DH：加倍单倍体

RIL：重组自交系

BIL：回交自交系

B1=F1×P1

B2=F1×P2

B1:2:B1衍生家系

B2:2:B2衍生家系

（五）遗传图谱绘制

1遗传图谱定义

遗传图谱即遗传连锁图谱，是基因组研究中的一个重要组成部分，它是指基因组中基因以及专一的多态性标记之间相对位置的图谱。即通过两点测验和三点测验对统计的各种带型个体数进行连锁分析计算，建立连锁群。也可从第二个标记开始，测验与前一个标记是否协同分离。根据分离资料，用最大似然法估计不同标记位点间的重组率数值并转换成遗传距离，连锁的遗传标记间距离，一般用cM表示，1cM为同源染色体配对期望交换值1%的染色体长度。

2.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%

3.排图软件

1)Mapmaker

Mapmaker是一种用于构建遗传连锁图谱并利用连锁图谱进行复合性状基因定位的交互式计算机软件，是用于构建杂交试验中有分离的标记连锁遗传图谱的连锁分析软件。它可以处理BC1回交、F2和F3(自交)杂交及重组近交系中显性、隐性和共显性(如类RFLP)标记的多点连锁分析(根据原始数据自动估算所有的重组片段)。