群体的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于现代生物科学研究的技术领域，涉及分子遗传学、数量遗传学等多个研究领域，QTL(quantitative trait locus;数量性状位点)的定位精度往往受到诸如作图群体类型与大小、实验设计的科学性、实验数据的可靠程度、不同QTL分析方法的特性等许多因素的影响。
【背景技术】
[0002]作物重要农艺性状大多受多基因控制，基因间存在复杂的相互作用，而且基因的表达也受到环境互作的影响。因此，准确定位一个控制数量性状的基因在基因组中的位置(QTL定位)，对研究作物遗传机理和杂种优势的具有重大意义。
[0003]QTL定位就是通过分析整个染色体组的DNA分子标记和数量性状表型值的关系，采用类似单基因定位的方法将QTL定位在遗传图谱上，确定QTL与遗传标记间的距离(以重组率表示)，并估计其遗传效应。目前，QTL定位主要是以标记基因型为依据对分离群体进行分组，通过比较不同基因型间目标性状的差异显著性，来推断影响该性状的基因与标记位点的连锁关系。QTL定位的主要步骤包括:(I)定位群体的构建；(2)分子标记遗传连锁图谱的构建；(3)适当的QTL定位方法。
[0004]IQTL定位作图群体构建
[0005]QTL定位关键取决于作图群体。目前，构建QTL定位作图群体，研究者经常采用的群体大多可分为三类:1)临时性定位群体(F2群体、F2:3群体、BC群体等)；2)永久性群体(NIL群体、DH群体、RIL群体等)；3)永久F2群体。
[0006]1.1F2群体或其衍生的F2:3群体
[0007]F2群体:几群体是由杂种Fl自交(或姊妹交)产生的群体。F2群体配制方便，周期短。在所有的作图群体中，F2群体提供的信息最丰富，可用于估计加性基因效应、显性基因效应和上位性效应。但内群体是一种临时性群体，每种基因型都只有一个个体，所以无法对数据的可靠性进行评判。虽然可采用几代单株衍生的后代家系(如F2:3家系)来进行QTL分析;但需要适量大小的家系，有时会出现取样误差(徐云碧等，分子数量遗传学，北京，中国农业科技出版社，1994，86-88)。此外，因多一代自交导致的杂合性下降会不同程度地降低QTL作图精度°Li等(Analyzing quantitative trait loci for yield using a vegetativelyreplieated F2populat1n from across between the parents of an elite ricehybrid，Theor Appl Genet，2000，101: 248-254)曾用F2的再生植株来延续F2群体，但由于再生能力的逐年下降无法解决长久保存的问题，况且个体之间再生特性的差异也会影响群体的质量。
[0008]1.2BC 群体
[0009]BC群体即回交群体(Backcr0SS，BC)是利用F2R株系和亲本回交获得，与F2群体一样，不需要太长时间可建立一个回交系群体，但BC群体所提供的材料也是有限的，只能使用一代，重信息量比F2群体少。内及回交群体由于其个体自交所得到的后代将出现分离，不能永久保存。这些群体很难甚至不可能保证部分QTL作图所需的不同地点及不同时间的试用，其进行遗传作图和定位受到限制。
[0010]1.3NIL 群体
[ΟΟ??] NIL群体即近等基因系(Near isogenic lines)。是由Fi或杂交后代与轮回亲本连续回交，直到后代品系除目标基因的染色体片段外，其余片段与轮回亲本几乎相同的群体，即只有少数几个或一个区间彼此存在差异。NIL的基本特征是整个染色体分区间完全相同。近等基因系实际上的遗传背景下，将多个QTL分解成单个孟德尔因子，将数量性状转化为质量而可以进行精细的基因定位和图谱克隆(Yano et al., Identif icat1n ofquantitative trait loci controlling heading date in rice using a high—densitylinkage map,Theor Appl Genet，1997，95:1025-1032)。
[0012]1.4DH 群体
[0013]DH群体即加倍单倍体(Doubled Haploid)，是单倍体通过染色体加倍形成的品系内个体是完全同质的，而且个体的基因型是完全纯合的。DH群体属于永久性群体，基因型纯合没有重组的杂合性，由于DH群体是花药培养染色体加倍，筛选而成，相对培育的时间短，存在着配子选择效应。DH群体是永久性以进行多年多点的重复试验，是研究基因型和环境互作的理想材料，但重组时花粉只发生一次减数分裂，故重组信息量相对较少。
[0014]1.5RIL 群体
[0015]RIL群体即重组自交系(Recombined inbred lines)群体，将F2个体连续自交配、或群体内随机交配，使得杂种的基因得以分离并进行重组，直至家系内个体纯合稳定、家系间基因型各异，这些家系就构成了重组自交系群体。RIL为永久性群体，可以进行多年多点的重复试验，是研究QTL作图、基因与环境互作的理想群体。但建立一套RIL需要多年的工作。另外，在基因组的某些区域的论预期需要更长的时间。
[0016]1.6永久F2群体
[0017]永久F2群体的构建(Hua等，Geneticdissect1n of an elite rice hybridrevealed that heterozygotes are not always advantageous for performance,Genetics, 2002,162:1885-1895):利用重组自交系群体(Recombinant inbred Lines，RIL)或双单倍体群体(Double haploid，DH)两两随机配组，假设重组自交系群体或双单倍体群体各有η个系，即将η个重组自交系随机分成两组，即每组有n/2个系，从第I组中随机抽出I个系，与第2组中随机抽出I个系杂交，得到I个组合，然后从两组剩下的重组自交系中分别随机抽取I个系，配成新的组合，直到完成，依此每轮配组获得n/2个组合。如果完成n/2轮随机配组，将获得Fi组合[η X(η-1)/2]个组合，构成一大套永久F2群体(Immortal izedF2populat1n，缩写为IF2)，它不仅具备了临时群体容易创建的特点，也包含杂合基因型及信息量大的优点。在利用QTL对永久群体分析中，能够研究显性效应及上位性效应。利用IF2群体能够揭示出比RIL群体更多的QTL信息。
[0018]2各类群体的优缺点
[0019]临时性群体材料易得，但是很难对其进行连续性研究，无法保证材料足够多，对数据的可靠性无法进行重复试验;材料的有限性使得多个实验室合作研究或多环境互作研究的需要的材料无法得以满足。永久群体特点是群体内的材料处于纯合或接近纯合状态，缺乏杂合类型，无法对QTL显性效应以及与显性有关的上位性效应和环境互作效应进行估测。永久^群体由永久群体中的每个纯合株系按一定组配方案两两杂交获得，既具有^群体信息量大、可以估计显性效应以及与显性有关的上位性效应的优点，可以组配出足量的种子满足多年多点试验需要，以取得准确的表型观测值，有利于鉴别紧密连锁的QTL标记的优点；但用于组配的RIL之间遗传背景相同，自交多代后导致RILs相同的基因丢失概率大大增加，同一性状QTL定位数量有限，尤其是难于定位杂种优势表现强的基因位点。
【发明内容】
[0020]本发明要解决的主要技术问题有两个方面:1、临时性群体信息量丰富，可估算QTL多种遗传效应，但群体内个体不纯合，后代分离，群体不稳定，无法判断数据的可靠性，且不能连续研究。如何使群体进行可重复研究，在确保群体稳定的情况下，并能保证群体含有足够大的信息量。2、永久性群体内缺乏杂合类型，无法对QTL显性效应、上位性效应、环境互作效应进行估测。如何在群体内引入杂合基因类型，全方位估算QTL遗传效应，并尽可能多的揭示植物遗传机理。3、永久F2群体包含了临时性群体和永久性群体的部分优点，但同一性状QTL定位数量受到有限，尤其是难于定位杂种优势