作物QTL定位的研究进展
摘要:农作物大多数重要的经济性状都是数量性状,研究农作物数量性状遗传对农作物育种具有十分重要的意义。近年来,分子生物学特别是分子标记技术的飞速发展,许多植物高饱和的分子连锁图谱的构建 ,使得我们可以更深入地进行数量性状的研究。大量的研究揭示了QTL的基本特征,剖析了重要农艺性状的遗传基础,给作物遗传改良带来了新的策略,不断深入的研究已经完成了特定QTL的精细定位和克隆。本文就QTL定位的原理方法,应用及其问题进行综述。
关键词:QTL定位;数量性状;精细定位
作物的许多重要农艺性状均为数量性状,由许多的微效基因控制,而这些基因在染色体上的位置称为数量性状基因座位(Quantitative Trait Locus,QTL)。传统的数量遗传学只是把这些微效多基因作为一个整体,用简单的统计学方法,分析其总的遗传效应,无法把微效多基因分解为一个个Mendel因子。20世纪80年代,DNA分子标记技术的发现与应用,使对单个QTL的研究成为可能。自Paterson[1]第一次运用分子标记进行番茄的QTL定位以来,已有大量的关于QTL研究的报道。期间新的QTL分析的方法不断涌现。本文就QTL定位的原理方法,应用及其问题进行综述。
QTL定位的原理及方法
利用分子标记定位QTL实质上就是分析分子标记与目标性状QTL之间的连锁关系。即利用已知座位的分子标记来定位未知座位的QTL,通过计算分子标记与QTL之间的交换率,来确定QTL的具体位置。
QTL定位的理论依据是Morgan的连锁遗传规律;借助的工具是具有高度多态性的分子标记;QTL定位的方法主要是以分子标记基因型为依据,对分离群体中的个体进行分组,通过比较不同分子标记基因型组间目标性状的表现型及差异显著性,来推断影响该性状的基因 (QTL)与分子标记座位的连锁关系及遗传距离[2]。
QTL动态定位
单标记分析法、区间作图法、复合区间作图法、多重区间作图法等均是针对某一时间点数量性状观测值的QTL定位,即静态QTL定位(static mapping, SM)。静态QTL定位只反映了QTL从发育初始到观察时期的累积效应,难于掌握不同发育时期各个QTL的作用和提供有关QTL表达过程的信息。为此,吴为人[3]等提出了动态定位方法(dynamic mapping, DM), 又称与时间有关的QTL定位(time-related QTL mapping) 。该方法可以有效利用性状发育过程中的遗传信息,大幅度提高QTL定位的灵敏度和准确性,揭示QTL的表达动态[4]。
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