林木遗传图谱构建和QTL定位的统计方法

• 作者: 童春发
• 来源期刊: 南京林业大学学报（自然科学版）
• 学科: 生物学
• 关键词: 林木 遗传连锁图谱 数量性状基因位点 统计模型 全同胞家系
• 年，卷（期）: 2004,（1）
• 所属期刊栏目: 研究生论文摘要
• 页码范围: 109-109
• 页数: 1页
• 分类号: Q343.15
• 字数: 1756字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-2006.2004.01.028

摘要

两点连锁分析是遗传图谱构建的基础,采用极大似然法,推导出利用BC群体、F2群体以及全同胞群体计算两个标记位之间重组率的公式或迭代步骤,其中对于全同胞群体考虑了两位点间的17种不同的分离类型对及每种分离类型对下不同连锁相的情况.并且将隐马尔可夫模型(HMM)应用到全同胞群体的多位点连锁分析中,给出了全同胞群体中17种分离位点对在不同的连锁相下的标记基因型的转移概率矩阵,这些转移概率矩阵分6大类;推导出相邻位点间重组率的迭代计算公式,该方法可以同时计算一列标记位点间的重组率和似然值,并可分析计算包含缺失的数据集.对于基因位点的排序,当标记位点数较多时,目前还没有一个全局最优的排序算法,只能采用近似的计算方法,笔者给出了多位点排序的3种计算方法,即排列法、模拟退火算法和启发式搜索算法等. 作为对全同胞群体遗传图谱构建统计方法的检验，随机模拟了一个全同胞群体，并构建了遗传连锁图谱。该群体含有11对染色体，每个染色体上含有40个共显性的分子标记位点，整个群体包含300个个体。通过两点连锁分析，得到两两位点间的重组率并推断出两两位点间的连锁相；再按重组率进行连锁群的划分，在临界值为0.3时，通过最短距离法聚类分析，能正确地将440个标记划分为11个连锁群；对每个连锁群按启发式搜索法对位点进行排序，最优的排序应用隐马尔可夫链方法进行多位点的连锁分析，得到最优排序下位点间的遗传距离。从排序结果看，最好选用多种排序的方法对同一个连锁群进行排序，以保证得到最优的排序。运用全同胞群体的遗传连锁图谱构建的方法，利用南京林业大学林木遗传育种和基因工程实验室积累的句容0号无性系（♀）×柔叶杉♂的F1代群体的AFLP标记数据修订了句容0号无性系和柔叶杉的遗传锁图谱。该数据含有90个个体的414个AFLP标记位点数据，其中来自于句容0号杉的位点有243个，来自于柔叶杉的位点有171个。这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2000cM，基本上达到了杉木基因组的长度，图谱的覆盖率接近100%。 在数量性状基因（QTL）定位方面，介绍了近交系中QTL的单标记分析、区间作图和复合区作图方法，以及异交群体中QTL作图的方法，并对相关的统计分析方法作了进一步研究。阐述了回交群体和F2代群体的QTL单标记分析方法中的t检验法、方差分析法、回归分析法和似然比检验法，并具体地给出了有关计算步骤。介绍了利用回交群体和F2群体进行QTL区间作图的极大似然法和回归分析法。在构造QTL区间作图的模型中，给出了能够精确地推导QTL基因型在两侧标记基因型下的条件概率，介绍了复合区间作图的基础理论以及回交群体和F2群体的复合区间作图模型和实现EM算法的具体过程，其中对F2代群体的QTL复合区间作图的理论作详细的解析尚属首次。 对于异交群体，介绍了半同胞群体和全同胞群体的QTL作图法，对于全同胞群体，提出了贝叶斯作图法，运用MCMC方法可对QTL在染色体上的位置和QTL的效应等有关参数进行估计。将区间作图和复合区间作图应用于林木的F1代群体的QTL作图，称为改良的区间作图和复合区间作图法。对于林木F1代1∶1的分离位点，仅考虑分离类型对abab×aaaa，即两个位点的分离类型均为ab×aa型。在给定两个标记位点的基因型和连锁相的情况下，容易获得QTL基因型的条件概率分布，再根据群体的数量性状表型数据，可以构造区间作图或复合区间作图的似然函数，参数估计采用EM算法，迭代计算过程同回交群体的区间作图和复合区间作图的迭代过程一样。 利用构建的两张杉木AFLP分子标记遗传连锁图谱，采用改良的复合区间作图法，对杉木的16个数量性状进行了QTL定位。模型中只将被搜索标记区间所在的连锁群上其它标记作为背景标记。以1cM为间距对每个标记区间进行QTL搜索，当某个标记区间内的似然比统计量的最大值超过13.82（对应于LOD为3.0）时，就认为该区间内存在一个QTL。在两张杉木遗传连锁图谱上，共搜索到了25个QTL。在句容0号无性系遗传连锁图谱上，有5个QTL分布在4个连锁群上。在柔叶杉的遗传连锁图谱上，有20个QTL分布在3个连锁群上，其中第6连锁群上集中了高达13个QTL。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	童春发	南京林业大学森林资源与环境学院	20	170	8.0	12.0