遗传群体偏分离研究进展

偏分离是指观察到的基因型比例偏离预期的孟德尔分离频率方式,无法用传统的遗传理论和方法加以分析。偏分离被认为是一种重要的进化动力,并对遗传连锁图谱的构建造成影响。本文针对偏分离的现象、偏分离的影响因素和形成原因,以及对QTL定位的影响等方面进行综合分析,系统阐述了植物分离群体偏分离的研究进展,为后续研究提供有益的参考。     

遗传群体偏分离研究进展

偏分离是指观察到的基因型比例偏离预期的孟德尔分离频率方式,无法用传统的遗传理论和方法加以分析。偏分离被认为是一种重要的进化动力,并对遗传连锁图谱的构建造成影响。本文针对偏分离的现象、偏分离的影响因素和形成原因,以及对QTL定位的影响等方面进行综合分析,系统阐述了植物分离群体偏分离的研究进展,为后续研究提供有益的参考。     

玉米F2群体分子标记偏分离的遗传分析

以优良玉米杂交组合 (综 3× 87 1)的F2 群体为材料 ,构建了包含 15 0个SSR标记和 2 4个RFLP标记的玉米分子标记连锁图。通过对 174个分子标记的分析 ,发现有 4 9个分子标记表现偏分离 (P <0 0 5 ) ,占总标记数的2 8 2 %。这些偏分离标记有 11个偏向父本综 3,占 2 2 5 % ;12个偏向母本 87 1,占 2 4 5 % ;2 5个偏向杂合体 ,占5 1 0 %。还有 1个标记同时偏向双亲。同时在 9条不同的染色体上发现 14个偏分离的热点区域 ,其中 4个与已经定位的配子体基因的位置相近 ,由此表明配子体基因是导致偏分离的部分原因。所发现的SDR6 1和SDR7 2似乎是两个新的偏分离热点区域。进一步讨论了引起偏分离的原因 ,以及偏分离标记对QTL定位的影响。对于单位点的QTL分析而言 ,偏分离标记一般不会影响QTL定位的位置和效应 ;对于两位点的上位性分析而言 ,则要求较少的偏分离标记和较大的群体     

大豆分子标记在RIL群体中的偏分离分析

利用栽培大豆与半野生大豆杂交得到的Ｆ８代重组自交系,对２３８个分子标记的偏分离现象进行了分析。结果表明,２９．４％的位点出现偏分离,并且有偏向母本“长农４号”的趋势。     

偏分离分子标记的作图方法

对取自MAPMAKER软件小鼠F_2群体(含333个体)的5个RFLP连锁标记数据作了共显性分子标记偏分离的分析。先确定选择类型的方程组(配子或合子),随后采用Newton-Raphson迭代法估算标记间的重组值。在构建分子标记遗传图谱时,如果两个相邻标记均存在偏分离,最好采用纳入偏分离因子的估算方法。在估计F_2群体标记间偏分离重组距离上,用连续x~2检测方法比传统x~2检测更为准确。     

水稻DH群体的分子连锁图谱及基因组分析

利用扩大的籼粳杂交来源（窄叶青８号×京系１７）的水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）加倍单倍体（ＤＨ）群体,构建了包含４４４个位点的分子连锁图谱,覆盖水稻基因组１９６２ｃＭ（ｃｅｎｔｉＭｏｒｇｏｎ）,标记间的平均图距小于５ｃＭ。此图谱包括２７６个ＲＦＬＰ标记、３４个ＲＡＰＤ标记、８９个微卫星标记、１０个ＡＦＬＰ标记、２６个端粒重复相关序列（ＴＡＳ）标记以及９个同工酶标记。该遗传图谱与其它的水稻高密度遗传图谱具有较高的可比性,并有自己的特点,适于进行各种持续性的遗传学研究     

水稻日本晴与广陆矮4号杂交F2群体SSR标记偏分离原因探析

以全基因组测序已经完成的材料粳稻日本晴和完成了第4染色体全序列测序的籼稻广陆矮4号的杂交F2作为构图群体,共90个单株,构建了一张含148个微卫星标记的水稻分子遗传图谱。该F2群体显著偏分离非常高,发现有49个分子标记表现偏分离（P〈0．05）,占总标记数的33．11％,这些偏分离标记中有36个偏向广陆4号,13个偏向杂合体,没有偏向日本晴的偏分离标记。讨论了配子体基因和孢子体基因导致偏分离的原因,通过已经定位的配子体基因和杂种不育基因分布在偏分离集中的区域来进一步说明配子体基因和杂种不育基因确实是导致偏分离形成的原因,而且还通过未定位的标记分析了偏分离的原因。     

与偏分离位点连锁的QTL作图的统计方法

提出了一种统计方法,可以估计与偏分离位点连锁的QTL的位置和效应。该方法利用回交群体中呈现偏分离的分子标记,首先用最大似然法对偏分离位点与标记位点之间的重组率和配子存活率进行估计,然后用区间作图法估计加性-显性模型下QTL的位置和效应参数。该方法可用于对常规作图研究中表现偏分离的标记进行分析,以帮助我们发现新的偏分离基因（或不育基因）和数量性状位点。     

遗传标记作图的通用最大似然模型

作者在构建连锁图谱时,发现Newton-Raphson迭代求解似然方程组,即便纳入合子和配子选择因子,各基因型的估计值仍不能很好的接近实测值,本文提出了一种偏分离遗传标记作图的通用最大似然模型。     

偏分离分子标记的作图方法

对取自MAPMAKER软件小鼠F2群体(含333个体)的5个RFLP连锁标记数据作了共显性分子标记偏分离的分析。先确定选择类型的方程组(配子或合子),随后采用Newton-Raphson迭代法估算标记间的重组值。在构建分子标记遗传图谱时,如果两个相邻标记均存在偏分离,最好采用纳入偏分离因子的估算方法。在估计F2群体标记间偏分离重组距离上,用连续χ2检测方法比传统χ2检测更为准确。Abstract The comparative analysis of segregation distortions of the codominant markers data presented in software MAPMAKER are made, where five RFLPs markers involve in a mouse F2 population with 333 individuals. The successive χ2 test begins with the determinations of gametic or zygotic selection types, followed by the estimation of recombination fractions between two markers with the Newton-Raphson iteration method. It is better to use the molecular marker showing segregation distortion for constructing a genetic map, in the case of seriously skew segregation between both the adjoining markers. The successive χ2 test provides better accuracy than that of classical χ2 test for the estimation of the recombination values in F2 population with segregation distortion.     

一个水稻显性高秆突变体的遗传分析和基因定位

从水稻(Oryza sativa L.)的两个半矮秆籼稻品种6442S-7和蜀恢881杂交F2代群体中发现一个高秆突变体D111,其株高和秆长分别比亲本蜀恢881增加63.0%和87.0%。用205个微卫星标记分析D111及其原始亲本6442S-7和蜀恢881之间的基因组DNA多态性,结果未发现D111具有2个原始亲本都没有的新带型,证明D111的确是6442S-7和蜀恢881的杂交后代发生基因突变产生的。将D111分别与蜀恢881、蜀恢527、明恢63、9311、IR68、G46B等6个半矮秆品种和高秆对照品种南京6号杂交,分析F1和F2代株高的遗传行为,结果表明D111的高秆性状由一对显性基因控制,且该基因与南京6号的高秆基因紧密连锁或等位。以蜀恢527/D111 F2群体为定位群体,运用微卫星标记将D111显性高秆突变基因定位于水稻第一染色体长臂,与RM212、RM302和RM472的遗传距离分别是27.7 cM、25.5 cM和6.0 cM,该基因暂命名为LC(t)。认为D111是首例从半矮秆品种自然突变产生的水稻显性高秆突变体,LC(t)为首次定位的水稻显性高秆突变基因。此外,将上述基因定位结果与Causse等(1994)和Temnykh等(2000; 2001)发表的水稻分子连锁图谱进行比较,发现LC(t)基因恰巧位于与水稻“绿色革命基因”sd1相同或十分相近的染色体区域,因此,还就LC(t)基因与sd1基因之间的可能关系进行了讨论。     

一个水稻显性高秆突变体的遗传分析和基因定位

从水稻(Oryza sativa L.)的两个半矮秆籼稻品种6442S-7和蜀恢881杂交F2代群体中发现一个高秆突变体D111,其株高和秆长分别比亲本蜀恢881增加63.0%和87.0%.用205个微卫星标记分析D¨1及其原始亲本6442S-7和蜀恢881之间的基因组DNA多态性,结果未发现D111具有2个原始亲本都没有的新带型,证明D1¨的确是6442S-7和蜀恢881的杂交后代发生基因突变产生的.将D111分别与蜀恢881、蜀恢527、明恢63、9311、IR68、G46B等6个半矮秆品种和高秆对照品种南京6号杂交,分析F1和F2代株高的遗传行为,结果表明D1¨的高秆性状由一对显性基因控制,且该基因与南京6号的高秆基因紧密连锁或等位.以蜀恢527/D111 F2群体为定位群体,运用微卫星标记将D111显性高秆突变基因定位于水稻第一染色体长臂,与RM212、RM302和RM472的遗传距离分别是27.7 cM、25.5 cM和6.0 cM,该基因暂命名为LC(t).认为D111是首例从半矮秆品种自然突变产生的水稻显性高秆突变体,LC(t)为首次定位的水稻显性高秆突变基因.此外,将上述基因定位结果与Causse等(1994)和Temnykh等(2000,2001)发表的水稻分子连锁图谱进行比较,发现LC(t)基因恰巧位于与水稻"绿色革命基因"sd1相同或十分相近的染色体区域,因此,还就LC(t)基因与sd1基因之间的可能关系进行了讨论.     

水稻紫色柱头的遗传分析与基因定位

rdh是四川农业大学水稻研究所通过组织培养和连续自交得到的一个具有红色籽粒和紫色柱头,遗传上稳定的籼稻材料。抽穗期在rdh与3个无色柱头品种蜀恢527、蜀恢368和蜀恢168之间分别做正反交,结果显示F1群体在柱头颜色上正反交之间没有明显区别,全部是紫色的。F2群体发生分离成为两组,一组具有紫色柱头,另一组具有无色柱头。每一个F2群体的紫色柱头对无色柱头均适合3：1的比例,表明rdh紫色柱头性状的遗传是由一对显性核基因控制的。组合rdh／蜀恢527 F2分离群体中40个具有紫色柱头的显性单株和284个具有无色柱头的隐性单株构成定位群体。从两个亲本rdh和蜀恢527提取的基因组DNA,用涵盖水稻整个基因组的252对微卫星标记作引物扩增片段。结果发现有78对微卫星标记在两亲本之间具有多态性。然后用这78对标记作引物,扩增亲本、F1、F2显性单株和F2隐性单株、,结果显示位于水稻第6染色体的RM276、RM253以及RM111与rdh紫色柱头基因有连锁关系。再用RM276、RM253以及RM111作引物扩增剩余的全部具有无色柱头的隐性单株。结果表明：在RM276的扩增产物中,有20个单交换和2个双交换;在RM253中有2个单交换：在RM111中有3个单交换。因此,rdh紫色柱头基因被定位于水稻第6染色体。根据公式P=（h＋2b）／2n,计算得到微卫星标记RM276,RM253和RM111与rdh紫色柱头基因的遗传距离分别是4．2cM、0．35cM以及0．53cM。根据已经发表的RM276、RM253和RM111在第6染色体上的位置以及计算得到的rdh与RM276、RM253和RM111之间的遗传距离,构建了部分连锁图谱,并暂时将这个紫色柱头基因命名为Ps-4。     

两例水稻极端异常分离现象的遗传分析

遗传异常分离既是自然界非常普遍的现象, 也是生物进化的动力之一。产生异常分离的原因可能与配子体或孢子体的选择有关。利用6个以类病变(lmi)和矮杆突变体(d6)为亲本的杂交组合(F2或F3), 对该类病变和矮杆基因的遗传规律及异常分离现象作初步的分析。结果显示, lmi×02428和d6×93-11的F2群体以及F3株系中存在极端异常分离的现象; LMI基因附近的分子标记ST8-1和D6基因附近的ST7-1、ST7-2、RM5490的带型分离同样也极显著偏离期望比; 偏分离因子与类病斑LMI和矮杆基因D6紧密连锁, 分别位于第8染色体分子标记ST8和ST8-2之间以及第7染色体分子标记ST7-1和ST7-3之间。异常分离现象还与杂交的组合有直接的关系。     

水稻无内稃突变体的遗传分析和基因定位

花器官发育异常的突变体是研究植物花发育分子遗传机制的良好实验材料,以水稻无内稃突变体为父本,生47、N625和CDR22为母本配制杂交组合进行性状遗传分析,根据F2代表型及X^2测验结果表明,突变性状是由单隐性基因控制的,选用突变体为父本,生47为母本杂交的F2群体作定位群体,利用SSLP标记的和RFLP标记将与突变性状相关的基因定位在第6染色体短臂上RFLP标记C498和RZ450之间,暂定名为npa-1。为进一步的基因克隆及功能研究奠定了基础。     

水稻耐淹涝性状的遗传分析和SSR标记的研究

淹涝胁迫对水稻生产造成了严重影响, 发掘可应用于耐淹涝辅助选择的分子标记(MAS), 将有助于水稻耐淹涝性状的遗传改良。应用耐淹涝材料FR13A和淹涝敏感材料IR39595-503-2-1-2为亲本做正反交获得F₁和F₂代群体。对正反交的F₁群体的耐淹涝性状进行遗传分析, 发现正反交的F₁代群体在耐淹涝性状上没有显著差异, 说明耐淹涝性状是核基因控制。从两次淹涝处理中F₂代群体的分离情况来看, 来源于FR13A的耐淹特性表现出数量-质量性状遗传的特点。当淹涝胁迫压力比较轻时表现为数量性状遗传, 具有微效多基因的作用。当淹涝胁迫压力增大时, 表现为主效基因控制的质量性状。在SSR分析中, 187对SSR引物中有73对引物在两亲本间有明显的差异, 差异率为39%。用这73对差异引物, 对F2群体进行多态筛选, 结果筛选到一个与耐淹涝性状连锁的标记RM219, 验证了耐淹涝性状确实由主效基因Sub1控制, 因此, RM219在水稻耐淹涝育种中具有利用价值。     

水稻苯达松敏感致死基因的RAPD标记和SCAR标记

利用RAPD技术对水稻品种农林8号(含苯达松抗性基因Ben)和其突变体农林8号m (含苯达松敏感致死基因ben)进行标记,从360个10 bp寡核苷酸随机引物中筛选出5个引物产生的7个RAPD标记.经对多态性标记的克隆和序列分析,再设计PCR引物,将其中4个RAPD标记OPG18/943、OPG18/972、OPD10/1248和OPF03/1198转化成SCAR标记SCAR/G18/883、SCAR/G18/890、SCAR/G18/919/948、SCAR/D10/1237、SCAR/F03/1186.通过对农林8号×农林8号m F2分离群体320个单株的连锁分析及在1对含ben基因的近等基因系H121和Hben121中验证,标记SCAR/G18/883、SCAR/G18/890、SCAR/G18/919/948与Ben 或ben基因共分离,SCAR/D10/1237与Ben基因的遗传距离为(14.8±2.1) cM.经Southern blotting分析并结合F2代分离比例表明,标记OPG18/943、OPG18/972及其转化的SCAR标记在基因组中为单拷贝序列,且OPG18/943和OPG18/972为一对等位STS位点.这是首次报道与ben或Ben基因相连锁的分子标记.本研究为利用分子标记辅助ben基因的转育及利用图位克隆技术分离ben基因提供了有用的分子标记.     

一个控制水稻籽粒长度主效基因--Lk-4(t)的BC2F2群体定位及其遗传效应分析

水稻籽粒大小和形状是影响稻米外观品质和产量的重要影响因素,对控制这些性状基因的定位和克隆有助于弄清籽粒大小基因的表达模式和相应的代谢系统,最终实现该性状的自由调控。运用SSR和CAPs标记对来源于蜀恢527//蜀恢527／小粒回交组合BC2F2群体800隐性长粒单株进行分析,定位了一个控制水稻籽粒长短的基因,Lk-4（t）。对F2和BC2F2群体籽粒大小形状和千粒重的遗传分析表明,回交能将大部分对目的基因效应具有干扰修饰作用的微效基因多态性除去,从而有利于对目的基因型的准确鉴定;在F2和BC2F2群体中只发现两类籽粒长短表现型,即短粒和长粒,并且二者分离比例符合3：1的典型一对等位基因分离比例。这说明群体中籽粒长短变异是受一对基因控制。通过对BC2F2群体中隐性（长粒）单株进行分子标记分析,将这个控制籽粒长短的主效基因定位在3个CAPs标记,P1-EcoRV,P2-SacⅠ和P3-MboⅠ附近。连锁分析表明,Lk-4（t）位于水稻第3染色体着丝粒附近,离标记P1-EcoRⅤ和P2-SacⅠ分别有0．90cM和0．50cM的距离。     

水稻苯达松敏感致死基因的RAPD标记和SCAR标记

利用RAPD技术对水稻品种农林 8号 (含苯达松抗性基因Ben)和其突变体农林 8号m (含苯达松敏感致死基因ben)进行标记 ,从 36 0个 10bp寡核苷酸随机引物中筛选出 5个引物产生的 7个RAPD标记。经对多态性标记的克隆和序列分析 ,再设计PCR引物 ,将其中 4个RAPD标记OPG18/ 94 3、OPG18/ 972、OPD10 / 12 4 8和OPF0 3/ 1198转化成SCAR标记SCAR/G18/ 883、SCAR/G18/ 890、SCAR/G18/ 919/ 94 8、SCAR/D10 / 12 37、SCAR/F0 3/ 1186。通过对农林 8号×农林 8号mF2 分离群体 32 0个单株的连锁分析及在 1对含ben基因的近等基因系H12 1和Hben12 1中验证 ,标记SCAR/G18/ 883、SCAR/G18/ 890、SCAR/G18/ 919/ 94 8与Ben或ben基因共分离 ,SCAR/D10 / 12 37与Ben基因的遗传距离为 (14 .8± 2 .1)cM。经Southernblotting分析并结合F2 代分离比例表明 ,标记OPG18/ 94 3、OPG18/ 972及其转化的SCAR标记在基因组中为单拷贝序列 ,且OPG18/ 94 3和OPG18/ 972为一对等位STS位点。这是首次报道与ben或Ben基因相连锁的分子标记。本研究为利用分子标记辅助ben基因的转育及利用图位克隆技术分离ben基因提供了有用的分子标记。     

一份新型水稻极度分蘖突变体的遗传分析及分子标记定位

在三系杂交水稻保持系绵香1B（M1B）和一个雄性不育材料GMS-1的杂交后代中发现一株极度分蘖突变体（命名为ext．M1B）,其分蘖数为121。对ext-M1B与5个正常分蘖水稻品种杂交F1和F2代的遗传分析表明,ext-M1B的极度分蘖特性受一对隐性核基因控制。以2480B／ext-M1B的F2代作定位群体,用分子标记将ext-M1B的突变基因定位于水稻第6染色体短臂,该基因与微卫星标记RM197、RM584和RM225的遗传距离分别为3．8cM、5．1cM和5．2cM,认为ext-M1B突变基因是一个新的水稻极度分蘖基因,暂命名为ext-M1B（t）。