分子標(biāo)記遺傳圖譜的構(gòu)建

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1、分子標(biāo)記遺傳圖譜的構(gòu)建檢測出的每個分子標(biāo)記反映的都是相應(yīng)染色體座位上的遺傳多態(tài)性狀態(tài)。為了有效地分析利用分子標(biāo)記所提供的遺傳信息，人們希望知道不同分子標(biāo)記在染色體上的相對位置或排列情況，也就是要構(gòu)建分子標(biāo)記的遺傳連鎖圖譜。利用DNA標(biāo)記構(gòu)建遺傳連鎖圖譜在原理上與傳統(tǒng)遺傳圖譜的構(gòu)建是一樣的。其基本步驟包括：選擇適合作圖的DNA標(biāo)記；根據(jù)遺傳材料之間的DNA多態(tài)性，選擇用于建立作圖群體的親本組合；建立具有大量DNA標(biāo)記處于分離狀態(tài)的分離群體或衍生系；測定作圖群體中不同個體或株系的標(biāo)記基因型；對標(biāo)記基因型數(shù)據(jù)進(jìn)行連鎖分析，構(gòu)建標(biāo)記連鎖圖。至今為止，已構(gòu)建了許多植物的高密度

2、分子標(biāo)記連鎖圖。本章側(cè)重介紹利用DNA標(biāo)記構(gòu)建分子遺傳連鎖圖譜的原理與方法。第一節(jié)作圖群體的建立要構(gòu)建DNA標(biāo)記連鎖圖譜，必須建立作圖群體。建立作圖群體需要考慮的重要因素包括親本的選配、分離群體類型的選擇及群體大小的確定等。一、親本的選配親本的選擇直接影響到構(gòu)建連鎖圖譜的難易程度及所建圖譜的適用范圍。一般應(yīng)從四個方面對親本進(jìn)行選擇，首先要考慮親本間的DNA多態(tài)性。親本之間的DNA多態(tài)性與其親緣關(guān)系有著密切關(guān)系，這種親緣關(guān)系可用地理的、形態(tài)的或同工酶多態(tài)性作為選擇標(biāo)準(zhǔn)。一般而言，異交作物的多態(tài)性高，自交作物的多態(tài)性低。例如，玉米的多態(tài)性極好，一般自交系間配制的群體就可

3、成為理想的RFLP作圖群體；番茄的多態(tài)性較差，因而只能選用不同種間的后代構(gòu)建作圖群體；水稻的多態(tài)性居中，美國康乃爾大學(xué)S.D.Tanksley實驗室1988年發(fā)表的RFLP連鎖圖譜是以秈稻和爪哇稻之間的雜交組合為基礎(chǔ)構(gòu)建的（McCouchetal.1988）。在作物育種實踐中，育種家常將野生種的優(yōu)良性狀轉(zhuǎn)育到栽培種中，這種親源關(guān)系較遠(yuǎn)的雜交轉(zhuǎn)育，DNA多態(tài)性非常豐富。第二，選擇親本時應(yīng)盡量選用純度高的材料，并進(jìn)一步通過自交進(jìn)行純化。第三，要考慮雜交后代的可育性。親本間的差異過大，雜種染色體之間的配對和重組會受到抑制，導(dǎo)致連鎖座位間的重組率偏低，并導(dǎo)致嚴(yán)重的偏分離現(xiàn)象

4、，降低所建圖譜的可信度和適用范圍；嚴(yán)重的還會降低雜種后代的結(jié)實率，甚至導(dǎo)致不育，影響分離群體的構(gòu)建。由于各種原因，僅用一對親本的分離群體建立的遺傳圖譜往往不能完全滿足基因組研究和各種育種目標(biāo)的要求，應(yīng)選用幾個不同的親本組合，分別進(jìn)行連鎖作圖，以達(dá)到相互彌補(bǔ)的目的。第四，選配親本時還應(yīng)對親本及其F1雜種進(jìn)行細(xì)胞學(xué)鑒定。若雙親間存在相互易位，或多倍體材料（如小麥）存在單體或部分染色體缺失等問題，那末其后代就不宜用來構(gòu)建連鎖圖譜。二、分離群體類型的選擇根據(jù)其遺傳穩(wěn)定性可將分離群體分成兩大類：一類稱為暫時性分離群體，如F2、F3、F4、BC、三交群體等，這類群體中分離單位是

5、個體，一經(jīng)自交或近交其遺傳組成就會發(fā)生變化，無法永久使用。另一類稱為永久性分離群體，如RI、DH群體等，這類群體中分離單位是株系，不同株系之間存在基因型的差異，而株系內(nèi)個體間的基因型是相同且純合的，是自交不分離的。這類群體可通過自交或近交繁殖后代，而不會改變?nèi)后w的遺傳組成，可以永久使用。構(gòu)建DNA連鎖圖譜可以選用不同類型的分離群體，它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)，因此應(yīng)結(jié)合具體情況選用。（一）F2代群體F2群體是常用的作圖群體，迄今大多數(shù)植物的DNA標(biāo)記連鎖圖譜都是用F2群體構(gòu)建的。不論是自花授粉植物，還是異花授粉植物，建立F2群體都是容易的，這是使用F2群體進(jìn)行遺傳作圖的最大優(yōu)

6、點(diǎn)。但F2群體的一個不足之處是存在雜合基因型。對于顯性標(biāo)記，將無法識別顯性純合基因型和雜合基因型。由于這種基因型信息簡并現(xiàn)象的存在，會降低作圖的精度。而為了提高精度，減小誤差，則必須使用較大的群體，從而會增加DNA標(biāo)記分析的費(fèi)用。F2群體的另一個缺點(diǎn)是不易長期保存，有性繁殖一代后，群體的遺傳結(jié)構(gòu)就會發(fā)生變化。為了延長F2群體的使用時間，一種方法是對其進(jìn)行無性繁殖，如進(jìn)行組織培養(yǎng)擴(kuò)繁。但這種方法不是所有的植物都適用，且耗資費(fèi)工。另一種方法是使用F2單株的衍生系（F3株系或F4家系）。將衍生系內(nèi)多個單株混合提取DNA，則能代表原F2單株的DNA組成。為了保證這種代表性的

7、真實可靠，衍生系中選取的單株必須是隨機(jī)的，且數(shù)量要足夠多。這種方法對于那些繁殖系數(shù)較大的自花授粉植物（如水稻、小麥等）特別適用。（二）BC1群體BC1（回交一代）也是一種常用的作圖群體。BC1群體中每一分離的基因座只有兩種基因型，它直接反映了F1代配子的分離比例，因而BC1群體的作圖效率最高，這是它優(yōu)于F2群體的地方。BC1群體還有一個用途，就是可以用來檢驗雌、雄配子在基因間的重組率上是否存在差異。其方法是比較正、反回交群體中基因的重組率是否不同。例如正回交群體為（A×B）×A，反回交群體為A×（A×B），則前者反映的是雌配子中的重組率，后者反映的是雄配子中的重