林木遗传图谱研究现状及发展趋势

林木具有世代长、高度杂合、遗传负荷大等遗传特性,使其遗传图谱研究不同于其他物种。高质量林木遗传图谱,可进行林木近缘树种比较图谱研究,了解林木的基因组结构和进化历程,进行有效QTL定位研究及开展林木复杂性状的标记辅助选择。目前林木作图存在着群体较小,构建的图谱和定位的QTL存在连锁平衡,以及作图策略未充分考虑林木的遗传学特性等问题。扩大作图群体、选择高度保守的标记系统以及研究适合林木作图的理论和方法将有助于林木基因组研究向纵深发展 。     

大豆叶绿素含量QTL定位及候选基因预测

叶绿素是调节光合作用的关键色素,对籽粒形成有着重要作用。本研究以美国半矮秆大豆Charleston为母本,东北地区主栽品种东农594为父本杂交衍生的147个重组自交系群体为材料,基于经SLAF测序获得的大豆高密度遗传图谱,利用复合区间作图法(CIM)、多重区间作图法(MIM)和完备区间作图法(ICIM)对大豆叶绿素含量进行QTL联合定位分析,并结合大豆基因组基因注释信息对QTL区段内的候选基因进行预测。利用CIM算法定位出2个QTL,表型遗传贡献率分别为6%和9.3%。利用MIM算法定位到了1个QTL,表型遗传贡献率为8.1%。利用ICIM算法定位到了1个QTL,表型遗传贡献率为7.76%。其中qchl-G-1被CIM和MIM两种算法同时检测到。在上述3个QTL区段内共含有151个基因,根据大豆基因组基因注释信息,筛选到了3个与叶绿素相关的候选基因,这些结果为叶绿素含量的遗传剖析和标记辅助育种提供理论基础,有利于分子辅助育种的发展。     

70个水稻微卫星标记染色体位置的更正

微卫星标记(SSR)因其操作简单和稳定可靠的特点而成为一种重要的分子标记,被广泛应用于遗传作图和种质鉴定等方面。但其在染色体上位置的正确性将直接影响到基因定位的正确性和后续研究的方向。利用美国国家生物信息技术中心(NCBI)网站的Blast程序,将2740个SSR标记的前后引物序列与水稻粳稻品种日本晴基因组进行比对,共发现70个标记位于另一条染色体,对这70个标记重新锚定的染色体进行了更正。这将有助于今后水稻分子标记遗传连锁图的正确构建。     

水稻子粒硒含量的遗传及QTL检测

富硒功能水稻具有富硒、优质、保健、防病、安全等特点,已成为当前研究的热点。子粒硒含量的QTL定位对研究富硒功能水稻的遗传育种具有重要的意义。以籼稻亲本奉新红米和明恢100杂交的145个株系的F2群体构建遗传连锁图谱,图谱拟合92个SSR标记位点,覆盖水稻基因组2187.5 cM,标记间平均遗传距离为23.7 cM,占水稻全基因组的49.2%。采用复合区间作图法,对水稻子粒硒含量进行QTL分析,在第5染色体上共检测到2个新的水稻子粒硒的QTL,对表型变异的贡献率分别为6.39%、8.01%。     

基于SRAP分子标记的冰草遗传连锁图谱构建

构建高密度遗传连锁图谱是冰草抗性、品质、产量等重要性状QTL精细定位及标记辅助育种研究的基础。该试验以四倍体杂交冰草F2群体的202个分离单株及其亲本为材料,利用SRAP分子标记技术和Join Map 4.0作图软件对冰草的遗传连锁图谱进行了构建。结果表明:(1)共筛选出22对多态性好、标记位点清晰稳定的SRAP适宜引物,对冰草杂种F2分离单株的基因组DNA进行PCR扩增,共获得510个SRAP多态性标记位点,其比率占88.2%。(2)偏分离分析表明,偏分离标记比率仅为14.12%,符合遗传作图的要求。(3)成功构建了冰草的SRAP分子标记遗传连锁图谱,该图谱有14个连锁群、510个标记,连锁群间长度范围86.4～179.0cM,覆盖基因组总长度1 912.9cM,标记间平均间距3.75cM,为高密度遗传图谱。     

利用两个测序水稻品种构建微卫星连锁图谱

利用已完成基因组测序的两个水稻品种日本晴和931l的数据库成功开发出水稻微卫星新标记,并利用由90个单株组成的日本晴×9311 F2作图群体,构建了一张包含152个SSR标记位点、覆盖基因组总长度2 455.7 cM的连锁图谱,有46个SSR新标记为自主开发,该图谱标记间的平均遗传距离为16.16 cM;并将未能在Temnykh等人(2001)构建的图谱上定位的微卫星标记RM345和RM494定位在第6染色体上.通过与Temnykh等人(2001)和兰涛等人(2003)所构建的图谱从作图群体的类型和大小、标记的类型和数量、标记在染色体上的线性排列顺序等几个方面进行比较,所绘制的图谱其标记在染色体线性排列上与Temnykh等人绘制的图谱具有很高的一致性,达93.81%.     

三色堇与角堇种间遗传连锁图谱构建

该研究以二倍体三色堇和角堇为亲本杂交产生的66株F₂代分离群体为作图群体,采用SRAP标记技术进行基因分型,利用JoinMap4.0软件构建了首张三色堇与角堇的种间遗传连锁图谱。结果表明:(1)从256对SRAP引物组合中筛选获得50对多态性好、标记位点清晰且稳定的引物组合。(2)通过对三色堇F₂代群体的PCR扩增,共获得118个SRAP多态性标记位点,其中偏分离标记率为24.6%,符合遗传作图需要。(3)成功构建了三色堇和角堇的种间分子遗传连锁图谱,该图谱有15个连锁群,67个SRAP标记,连锁群长度范围1.6～52.2 cM,覆盖基因组总长度327.9 cM,标记间平均图距为4.9 cM。研究结果为三色堇和角堇高密度遗传图谱构建和重要性状的基因定位及分子标记辅助选择育种奠定了基础。     

梨遗传连锁图谱的构建及其与苹果图谱的比较

以‘丰水’为母本、‘砀山酥梨’为父本杂交所得的F1代104株单体为作图群体,利用SSR分子标记进行遗传连锁分析,应用Jionmap 3.0作图软件,构建了一张包含104个SSR分子标记,分属于18个连锁群的梨遗传连锁图谱,覆盖梨基因组总长831.8cM,平均图距为8.0cM。根据定位到该图谱上的SSR标记与苹果‘Fiesta’图谱进行比较,25个共有的SSR标记将该图谱和苹果图谱各连锁群连接起来,这些标记不仅呈现良好的共线性而且它们之间的相对遗传距离也很相近。研究认为,SSR标记作为锚定引物,可以与不同物种的遗传图谱相比较整合,为不同物种之间遗传信息的转移提供参考依据;同时该研究为梨树相关性状的基因定位、分离以及克隆奠定了基础。     

水稻ILP标记遗传图谱的构建

内含子长度多态性(ILP)是一种基于PCR的新型分子标记, 具有许多突出的优点。我们先前利用已公布的籼稻品种93-11和粳稻品种日本晴的基因组序列数据, 已开发了172个水稻ILP标记。为了检验这些ILP标记的可靠性及其在遗传作图中的可用性, 利用一个BC1F1(日本晴/93-11//日本晴)群体, 构建了一张含172个ILP标记座位和13个SSR标记座位的水稻遗传图谱, 总长度为1 905.7 cM。比较显示, 图谱上所有标记的顺序与其物理顺序完全一致, 证明了利用ILP标记进行遗传作图的可行性和有效性。文中还对标记偏分离现象进行了分析, 发现在第6号染色体短臂上存在一个严重偏分离的区域。     

利用杉木的F1代群体构建遗传连锁图谱

对于杉木11分离的分子标记位点,提出了一种新的构建遗传连锁图谱的策略.通过二点连锁分析,任意两个位点的连锁相和重组率可以得到推断和估计.对于一个连锁群中的最优排序,采用隐马尔可夫链模型的方法进行多位点的连锁分析.该作图方法比通常林木上所用的"拟测交"作图方法更有效.采用该作图策略,利用句容0号无性系(♀)×柔叶杉(♂)的F1代群体的AFLP分子标记数据重建了句容0号无性系和柔叶杉的遗传连锁图谱.在句容0号无性系的连锁图谱中,有101个标记分布在11个连锁群上,图谱的总长度为2 282.6 cM,平均图距为22.6 cM,单个连锁群上最多含有17个标记,最少含有5个标记;在柔叶杉的连锁图谱中,有94个标记分布在11个连锁群上,图谱的总长度为2 565.8 cM,平均图距为27.3 cM,单个连锁群上最多含有16个标记,最少含有4个标记.构建的句容0号无性系和柔叶杉的遗传连锁图谱比原有的图谱分别增加了26个标记和28个标记,双亲的图谱共增加了54个AFLP标记,使图谱上的分子标记总数达到195个,双亲遗传图谱的跨度均超过了2 000 cM,基本上达到了杉木基因组的长度,图谱的覆盖率接近于100%.利用新的作图方法可以较大提高分子标记在图谱上的分辨率,得到可认为是覆盖了整个基因组的遗传连锁框架图.     

一种基于主成分分析的混杂人群祖代信息遗传标记选择算法

鉴定群体的结构可以帮助追溯群体的发展史,定位疾病的易感基因．结构相关是一种常用的群体结构鉴定和关联作图方法．结构相关应用中的一个主要问题是它的统计效力高度依赖于所使用的祖代信息遗传标记．目前主要的祖代信息遗传标记选择方法大多要求已知研究样本的祖代信息,但是实际研究中个体的祖代信息大多未知或者难以确定．为了解决这个问题,本研究开发了一种新的基于主成分分析的祖代信息遗传标记选择算法．该方法不需要事先已知研究样本的祖代信息．模拟研究和真实的遗传数据分析提示,与传统的随机挑选祖代信息遗传标记的方法相比,新方法可以显著提高群体结构推断的准确性．本方法可以容易地应用于全基因组数据,挑选出富含群体结构信息的遗传标记．这些遗传标记可被广泛用于鉴定群体的结构和校正关联作图中群体混杂引起的统计偏差．     

中国人类遗传多样性研究进展

人类遗传多样性表现为世界各种族、民族和个体间存在的基因组差异,是探讨人类进化与迁徙、环境与遗传背景相互作用、疾病与健康影响因素的主要资源和工具。中国具有世界1/5的人口,有56个民族和丰富的遗传多样性资源。经过几十年的努力,中国人类遗传多样性研究已积累了丰富的资料,部分成果已经达到国际先进水平。文章重点论述了近年来形态学标记、生化及免疫学标记、DNA遗传标记在我国人类遗传多样性研究中的应用,线粒体DNA、Y染色体DNA和HLA标记在中国不同民族源流和相互关系、东亚现代人起源和迁移等研究中的应用,以及我国在中华民族遗传资源保存和利用、疾病易感基因和环境适应相关基因的鉴定及全基因组关联分析和第二代测序技术的应用、中国人基因组结构研究等方面取得的重要成果和进展。     

与甘蓝型油菜重要经济性状有关的DNA克隆在拟南芥遗传图谱中的整合

拟南芥与油菜同属十字花科植物芸寡族,亲缘关系很近,基因组间的同源性很高,在用拟南芥EST克隆和油菜DNA克隆作探针定位了甘蓝型油菜一系列重要性状的基础上,对25个与油菜雄性不育恢复基因,硼高效利用基因,抗菌核病QTL及油菜种间杂种营养优势相关联的克隆进行了测序,在拟南芥基因组数据库中寻找到与这25个克隆高度同源的序列,根据这些高度同源序列在拟南芥染色体上的相位位置,将油菜DNA克隆整合到了拟南芥遗传图谱上,其中油菜硼高效基因BE1两侧的标记克隆整合在拟南芥第一染色体长臂一个较小的区段内,以该目标区段内的拟南芥EST克隆PA24为探针对甘蓝型油菜基因组比较作图,将该克隆定位在油菜连锁图BE1两侧标记之间,表明了利用基因组间的相互比较作图来精细定位芸薹属作物重要基因的可能性。     

染色体作图

1　基本原理人类对各种生物基因组的研究,无论是研究其结构,还是探讨其功能,都需要确定DNA序列在染色体上的位置,因此,遗传标记在染色体上的定位,即染色体作图是基因组学研究开展的基础。20世纪早期。Morgan以果蝇为研究材料发现了基因连锁规律,自此基因作图的工作才真正开始。基因连锁分析的原理为在某一群体中,位于同一条染色体上的两个位点在减数分裂过程中随同源染色体配对而发生重组。重组率(r)则与两个位点在染色体上的遗传距离(M)具有函数关系(见公式1、2)。1Haldre公式:M=-1n(1-2r)2　　r=1-e-2M22Kosambi公式:M=1n(1 2r1-2r)·…     

重叠群物理图谱的构建及其应用

人类对各种生物的基因组结构和功能的研究都需要确定DNA序列在染色体上的位置.与遗传图相比,物理图反映了基因或DNA标记之间在染色体上的真实距离.依其作图方法分为三类,即限制性酶切图谱、重叠群图谱和DNA序列图谱.重叠群物理图是将获得的大片段克隆,如YAC、BAC克隆,依其在染色体上的真实顺序排列而成,主要应用于基因组测序、重要基因的图位克隆、靶分子标记开发及比较基因组学研究等,特别是为那些由于缺乏合适的作图群体而不能建立遗传图的物种提供了一个重要的从事基因组学研究的平台.本文综述了近年来重叠群物理图构建研究的主要进展,比较分析了不同重叠群物理图谱构建方法的特点,提出了改进物理作图质量的建议,认为应根据基因组不同区域的特点,综合特异性探针的杂交、PCR筛选、酶切指纹分析、BAC克隆STC延伸、BAC末端测序等多种方法才能完成重叠群的构建.此外,物理图的构建还应努力整合各种基因组的资源和数据,如遗传连锁图、分子细胞遗传图、DNA序列图、EST数据等,这将有助于提高其在基因组学研究中的使用价值及应用范围.文章最后对重叠群物理图的发展趋势进行了展望.     

利用微卫星标记评估大豆重组近交系ＮＪＲＩＫＹ

分离群体的构建及其合理性评估是遗传作图等基因组研究的基础,利用 ＳＳＲs标记以对科丰１号为母本、南农１１３８－２为父本构建的大豆ＲＩＬs群体ＮＪＲＩＫＹ进行了分析评估。随机选取覆盖大豆基因组的１３８对ＳＳＲs引物对两个亲本进行多态性筛选分析,８６对具有多态性,多态率高达约６２．２３％,共计９０个多态位点。进一步利用具多态性的ＳＳＲs位点对供试群体的分析表明不仅绝大多数位点符合１：１分离比,而且各家系也趋于纯合。该ＲＩＳs群体各家系的基因型组成近似正态分布,是一种适于遗传作图及其他基因组研究理想的ＲＩＬs群体     

鲤鱼多态性EST标记的筛选与特性分析

表达序列标签(Expressed sequence tag,EST)标记在基因组作图和分子标记辅助育种研究中具有重要价值.筛选和开发可用于遗传作图的鲤鱼多态性EST标记,对研究鲤鱼的基因组结构、遗传多样性研究和遗传育种有重要意义.本研究根据GenBank数据库中鲤鱼EST序列设计了67对EST引物,有47对在鲤鱼基因组DNA中成功扩增得到稳定的特异性条带,经单链构象多态性(SSCP)分析,12对(25.5%)引物扩增的EST在1个鲤鱼回交家系中具有多态性,其中6个为鲤鱼功能基因,5个与斑马鱼(Danio rerio)功能基因具较高相似性,1个与斑点叉尾(Ictalurus punctatus)功能基因具较高相似性.这些多态性的EST在鲤鱼二倍体家系和单倍体群体中的等位基因分离均符合孟德尔规律(1∶1或3∶1),单倍体中的SSCP条带数目为二倍体的二分之一.选用其中4对多态性的EST引物对洞庭湖鲤鱼进行初步群体遗传分析,结果显示基因多样性(H)为0.437,远低于微卫星标记所揭示的该群体基因多样性(接近于1).结果表明,多态性的EST-SSCP标记尽管遗传变异性较低,但是作为来源于编码区的Ⅰ型遗传标记,在遗传作图和种群遗传适应性等研究中有较好的应用潜力.     

桃'秦光2号'×'曙光'F1代SSR遗传连锁图谱的构建

以桃品种‘秦光2号’和‘曙光’及其90株F1代群体为试验材料,依据SSR标记构建桃的遗传连锁图谱。构建的图谱覆盖桃基因组640cM,包含16个连锁群、73个标记,标记间平均图距为11.7cM;桃的白/黄肉性状(Y/y)、离/粘核性状(F/f)被分别定位在第8连锁群和第9连锁群上,距其相邻的分子标记距离分别为4和5cM。所构建的遗传连锁图谱可用于进一步研究。     

snthr-1Bao稀毛小鼠突变基因的精确定位及克隆鉴定

snthr-1Bao稀毛小鼠足本实验室培育的呈单基因隐性遗传的突变系小鼠,突变基因已被初步定位于第9号染色体末端;为了精确定位并鉴定snthr-1Bao稀毛小鼠的突变基因,将(C57BL/6Jxsnthr-1Bao)F1代互交繁殖F2代小鼠4400余只,其中稀毛小鼠1100只,并在2个微卫星、35个可能的简单序列重复标记(simple sequence repeat,SSR)及3个酶切扩增多态性序列(cleaved amplified polymorphic sequences,CAPS)标记中找到4个合适的基因组标记.利用这些标记及F2代稀毛小鼠将突变基因精确定位到第9号染色体距着丝粒117.763 kb及119.129kb之间1.367Mb的范用内,在其问的21个基因中确定Plcdl为稀毛突变的强力候选基因.通过对基因组的直接测序,发现snthr-1Bao稀毛小鼠基因组上有一个14883bp的缺失,这一缺失包含了Plcd1基因的4-15号外显子及Vill基因的10-19号外显子.推测极可能是Plcdl基因缺失导致snthr-1Bao小鼠出现稀毛表型.     

基于F2群体的香菇遗传图谱构建及其在QTL定位中的应用

以171个F2双核体菌株为作图群体,通过相互配对的2个单核体的基因型推断双核体基因型,构建了第一张基于双核体群体的香菇遗传图谱。该图谱包含分布于15个连锁群的459个标记,覆盖长度为989.7cM,平均标记间隔为2.2cM。此外,以此双核体群体作为表型分离群体,定位了6个与香菇双核体菌丝生长速度相关的QTLs,位于5个连锁群上。采用全同胞单核体随机交配策略,易于构建相对大的双核体群体,用于连锁图构建和QTL定位。研究表明,在食用菌连锁图谱构建及QTL定位研究中,利用F2群体,可能为提高遗传作图效率,解决作图群体与表型分离群体间不一致问题提供新的途径。