分子标记和QTL定位分析

关于分子标记和QTL定位分析第1页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三

概述一、分子标记molecularmarker广义的分子标记指具有遗传多态性的生物大分子，包括DNA标记和生化标记。狭义的分子标记专指直接反映DNA核苷酸序列多态性的DNA标记。第2页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三

类型一、分子标记第一类：以分子杂交为核心的分子标记技术：

★限制性片段长度多态性标记（RFLP）；

★

DNA指纹技术（DNAFingerprinting）★原位杂交（insituhybridization）等.第3页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三随机扩增多态性DNA（RandomamplificationpolymorphismDNA,简称RAPD标记）；简单序列重复（Simplesequencerepeat,简称SSR标记）或简单序列长度多态性（Simplesequencelengthpolymorphism,简称SSLP标记）；扩增片段长度多态性（Amplifiedfragmentlengthpolymorphism,简称AFLP标记）；序列标记位点（Sequencetaggedsites,简称STS标记）；序列特异性扩增区域（Sequencecharacteredamplifiedregion,简称SCAR标记）等。第二类：以PCR为核心的分子标记技术一、分子标记

类型第4页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三第三类：基于DNA测序的的分子标记一、分子标记

类型单核苷酸多态性（Singlenucleotidepolymorphism,简称SNP标记）；表达序列标签（Expressedsequencestags,简称ESTs标记）。第5页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三二、遗传图谱

概念遗传图谱（geneticmap）又叫连锁图谱（linkagemap）是指对遗传重组结果进行连锁分析得到的基因标记或其他遗传标记在染色体上相对位置的排列图。分子遗传图谱：以分子标记所构建的遗传图谱。第6页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三二、遗传图谱

理论依据指染色体的交换和重组在细胞减数分裂时，非同源染色体上的基因相互独立、自由组合，同源染色体上的两个非姊妹染色单体之间发生交换，产生非等位基因间的重组，形成了重组子。重组型配子所占总配子的比例称为重组率，用r表示。重组率的高低取决于减数分裂细胞中发生交换的频率，两对基因之间的直线距离决定它们之间的交换率，交换率越高，则重组率越大。遗传图谱的构建就是用重组率来表示基因的遗传距离，图距单位用厘摩（Centi-Morgan，cM）表示，1cM的大小大致表示1%的重组率（Bohnetal，1996）。但遗传图谱只是显示基因在染色体上的相对位置，并不能代表DNA的实际长度。第7页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三二、遗传图谱

理论依据第8页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三二、遗传图谱

构建遗传图谱步骤亲本的选择和选配作图群体的创建分子标记的连锁分析第9页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三二、遗传图谱

构建遗传图谱步骤选择原则：亲本间应具有较高的多态性；亲本之间的DNA多态性与其亲缘关系有着密切关系，亲本之间亲缘关系越远，多态性越丰富，图谱上连锁的标记才可能越多，该图谱的经济价值就越大。要考虑杂交后代的可育性；亲本间的差异不能过大，否则染色体之间的配对和重组会受到抑制，严重的会降低杂种后代的结实率，甚至导致不育，影响分离群体的创建。在选配亲本时还应对亲本及其F1杂种进行细胞学鉴定；若双亲间存在相互易位，或多倍体材料（如小麦）存在单体或部分染色体缺失等问题，那么其后代就不宜用来构建连锁图谱。注释：在演讲时，1.2.3解释部分可删去。亲本的选择和选配第10页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三二、遗传图谱

构建遗传图谱步骤F1群体F2群体BC1群体等作图群体的类型第11页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三二、遗传图谱

构建遗传图谱步骤F1群体、F2群体、BC1群体等F1群体是目前果树遗传作图上应用较多的群体类型，其创建时间短，能够分别为两个亲本作图，适用于梨、苹果等基因组杂合度高、自花不结实的树种。F2群体在农作物上很难进行连续研究，所以限制了其应用。而在果树上，由于果树可以无性繁殖，F2代作图群体是果树遗传作图的理想材料。BC1群体是由杂交F1代与亲本之一回交产生的群体，该群体配子类型较少，数据统计及作图简单，应用一些AFLP，RAPD等显性标记就可揭示基因型的所有信息。作图群体的类型第12页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三二、遗传图谱

构建遗传图谱步骤目前果树上常用的构建遗传图谱的软件有MapmakerJoinMapWinQTLCart等

分子标记的连锁分析第13页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三二、遗传图谱

构建遗传图谱的目的遗传图谱构建是数量性状基因定位（QTL）、基因克隆及分子标记辅助选择（MAS）的基础。

第14页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三三、QTL定位

意义第15页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三三、QTL定位QTL（数量性状基因座）：控制数量性状的基因在基因组中的位置。QTL定位就是用数理统计的方法，分析整个基因组DNA分子标记和数量性状表型值的关系，检测QTL的存在并将QTL定位在遗传图谱上，确定遗传标记与QTL间的遗传距离，并估测QTL的遗传效应。

原理第16页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三三、QTL定位单标记分析法区间作图法复合区间作图法混合线性模型

方法第17页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三四、举例欧亚种葡萄‘红地球’和山葡萄‘双优’杂交的94个F1代单株，以山欧杂种‘北冰红’自交的94个F2代单株为作图群体，采用SSR和SRAP两种分子标记技术分别构建了‘地球’、‘双优’和‘北冰红’的分子遗传图谱，并对‘红地球’、‘双优’及其94个杂交后代，对‘北冰红’及其94个自交后代的抗寒性进行鉴定，最后用区间作图法对葡萄的寒性进行了QTL定位研究。葡萄高密度遗传图谱的构建和抗寒性的QTL定位，为今后抗寒基因的定位、克隆以及分子标记辅助育种提供了可靠的理论依据和方法材料，对提高葡萄抗寒育种水平具有重要意义

山葡萄高密度分子遗传图谱构建及抗寒性QTL定位研究第18页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三四、举例第一步：作图群体欧亚种葡萄‘红地球’和山葡萄‘双优’杂交的94个F1代单株；山欧杂种‘北冰红’自交的94个F2代单株；

山葡萄高密度分子遗传图谱构建及抗寒性QTL定位研究第19页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三四、举例第二部：构建遗传图谱采用SSR和SRAP两种分子标记技术；构建‘地球’、‘双优’和‘北冰红’的分子遗传图谱；‘红地球’、‘双优’及其94个杂交后代，对‘北冰红’及其94个自交后代的抗寒性进行鉴定；

山葡萄高密度分子遗传图谱构建及抗寒性QTL定位研究第20页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三四、举例第三部：QTL定位分析区间作图法

山葡萄高密度分子遗传图谱构建及抗寒性QTL定位研究第21页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三四、举例本研究的意义葡萄高密度遗传图谱的构建和抗寒性的QTL定位，为今后抗寒基因的定位、克隆以及分子标记辅助育种提供了可靠的理论依据和方法材料，对提高葡萄抗寒育种水平具有重要意义。

山葡萄高密度分子遗传图谱构建及抗寒性QTL定位研究第22页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三四、举例

山葡萄高密度分子遗传图谱构建及抗寒性QTL定位研究第23页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三四、举例

山葡萄高密度分子遗传图谱构建及抗寒性QTL定位研究第24页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三四、举例

山葡萄高密度分子遗传图谱构建及抗寒性QTL定位研究第25页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三四、举例

山葡萄高密度分子遗传图谱构建及抗寒性QTL定位研究第26页，讲稿共30页，2023年5月2日，星期三四、举例

山葡萄高密度分子遗传图谱构建及抗寒性QTL定位研究第27页