玉米籽粒、穗轴花色苷含量两个显基因的上位研究与叶脉叶耳颜色的进一步定位.doc

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1、单位代码 10635 学 号 112008307000784 硕硕士士学学位位论论文文 玉米籽粒、穗轴花色苷含量两个显性基因的玉米籽粒、穗轴花色苷含量两个显性基因的 上位性研究与玉米叶脉叶耳颜色的进一步定上位性研究与玉米叶脉叶耳颜色的进一步定 位位 论文作者： 袁文娟 指导教师： 蔡一林 教授 学科专业： 生物化学与分子生物学 研究方向： 玉米分子育种 提交论文日期：2013 年 4 月 10 日 论文答辩日期：2013 年 6 月 1 日 学位授予单位：西南大学 中 国 重 庆 2013 年 6 月 独独创创性性声声明明 学位论文题目玉米籽粒、穗轴花色苷含量两个显性基因上位性研究与 玉米叶脉

2、叶耳颜色的进一步定位 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了 特别标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同仁 在文中作了明确说明并表示衷心感谢。 学位论文作者： 签字日期： 年 月 日 学学位位论论文文版版权权使使用用授授权权书书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院（筹）可以将学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学

3、位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：不保密， 保密期限至 年 月止） 。 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 西南大学硕士学位论文 目 录 摘要摘要I ABSTRACT.III 第一章第一章 文献综述文献综述.1 1.1 数量性状的相关概念.1 1.2 QTL 定位的原理与方法.2 1.2.1 定位的原理2 1.2.2 定位的方法2 13 QTL 定位方法的最新进展4 1.3.1 QTL 动态定位 .4 1.3.2 eQTL 定位4 1.33 种质资源新基因发掘的 QTL 定位方法 4 1.3.4 QTL 精细定位 .5 1.4

4、花色苷研究进展.5 1.4.1 花色苷研究现状5 1.4.2 花色苷结构和代谢途径6 1.4.3 花色苷生理功能7 1.5 关于上位性方面的研究进展.8 1.6 玉米叶片相关性状定位方面的研究进展.9 第二章第二章 引言引言.11 2.1 研究的目的与意义.11 2.2 技术路线.12 第三章第三章 玉米籽粒花色苷含量两个显性基因玉米籽粒花色苷含量两个显性基因 GE6 和和 GE10 的上位性研究的上位性研究13 3.1 材料与方法.13 3.1.1 试验材料13 3.1.2 试验方法.13 3.2 结果与分析.17 3.2.1 遗传连锁图谱的构建17 3.2.2 QTL 定位 .18 3.2

5、.3 MuS 与 MoS 两个群体的表型分析20 3.2.4 MuS 与 MoS 两个群体的籽粒和穗轴花色苷含量的方差分析21 3.2.5 MuS 与 MoS 两个群体的 9 种基因型花色苷平均值的多重比较22 3.2.6 MuS 与 MoS 两个群体的 GE6 和 GE10 的上位性效应分析.24 3.3 结论与讨论.25 3.3.1.对两个群体 MuS-BC4F3、MoS-BC4F3籽粒和穗轴花色苷含量定位结果分析25 3.3.2 讨论25 第四章第四章 玉米叶脉叶耳颜色的进一步定位玉米叶脉叶耳颜色的进一步定位.27 4.1 材料与方法.27 4.1.1 材料27 目 录 i 4.1.2

6、田间试验27 4.1.3 表型测定27 4.1.4 基因型的测定28 4.1.5 背景恢复率的计算28 4.1.6 引物的设计28 4.1.7 连锁图谱的构建28 4.1.8 QTL 定位方法及效应分析 .28 4.2 结果与分析.29 4.2.1 叶脉、叶耳近等基因系的构建.29 4.2.2 BC4F3分离群体的表型鉴定 29 4.2.3 叶脉叶耳颜色相关的 SSR 引物筛选与新引物的设计30 4.2.4 MuS-BC4F3目标 QTL 区段连锁图谱构建 32 4.2.5 叶脉叶耳颜色定位结果的分析33 4.3 结论与讨论.33 4.4 主要创新点.34 参考文献参考文献.35 致致 谢谢.

7、43 西南大学硕士学位论文 玉米籽粒、穗轴花色苷含量两个显性基因的上位性研 究与叶脉叶耳颜色的进一步定位 摘摘 要要 玉米是世界上种植面积最大的作物之一，黑玉米有高的花色苷含量，是很好的保健品， 对人们的身体健康有重要的作用，黑玉米的主要成分是花色苷，花色苷是构成植物花瓣、叶 片、果实、种子等器官颜色的最主要水溶性色素，是由苷元与葡萄糖以糖苷键形式结合形成 的一类广泛存在于植物体内的类黄酮多酚化合物。花色苷有多种保健功能，花色苷最主要的 功能是可以清除自由基，具有抗氧化抗衰老的功能。到目前为止关于玉米上位性方面的研究 多为玉米株高、穗位高、单株总叶数、穗位叶长、穗位叶宽和穗位叶面积之间的上位性

8、研究， 还有在玉米出子率进行上位性效应分析，而对玉米花色苷的上位性研究很少。上位性的研究 可以丰富花色苷的遗传基础,为遗传改良提供依据。叶片是植物的重要组成部分，叶脉叶耳 是叶片的重要组成部分，对叶片相关颜色基因的进一步定位，为玉米中色素相关基础研究提 供参考，为玉米中色素的分子标记辅助育种及玉米色素相关基因的克隆与转化提供了依据。 本文利用西南大学玉米研究所新育种的材料黑玉米自交系SDM，以SDM为父本，以木6，Mo17 分别为母本，构建两个回交群体，通过前景选择和背景选择获得两个近等基因系BC4F3，对 控制玉米籽粒和穗轴的花色苷含量两个主效基因进行上位性研究。另外选择以SDM为父本， 木

9、6为母本，通过前景选择和背景选择获得一个遗传背景一致的近等基因系BC4F3，进行叶脉 叶耳颜色的进一步定位，具体研究结果如下： 1.对两个群体MuS-BC4F3、MoS-BC4F3籽粒和穗轴花色苷含量两个显性基 因的上位性研究 两个群体 MuS-BC4F3、MoS-BC4F3的籽粒花色苷含量在第 6 染色体上都定位到引物 S8 附近， 第 10 染色体上都定位到 IDP8526-bnlg1028 附近。两群体的穗轴花色苷含量第 6 染色体都定 位到引物 S8 附近,第 10 染色体定位到区间 IDP8526-bnlg1028 附近。两个群体的籽粒定位区 间和穗轴花色苷定位的区间都相同，可见籽粒

10、花色苷高的穗轴花色苷含量也高，二者有一致 性。MuS-BC4F3、MoS-BC4F3两个群体的基因型确定通过定位结果的最近标记的带型进行确定， 最后得出基因型个数的分离比符合孟德尔的遗传定律 9：3：3：1，说明籽粒和穗轴花色苷的 含量基因主要是受这两个非等位基因控制的。通过两个群体的籽粒和穗轴花色苷含量的方差 分析发现不同基因型间玉米籽粒与穗轴花色苷平均含量差异显著，基因型不同籽粒与穗轴花 色苷的平均含量也不同。两个群体的 9 种基因型花色苷平均值的多重比较表明，AaBb AABb AaBB AABB 四种基因型花色苷含量间差异不显著，这四种基因型的花色苷含量与 aaBb Aabb aaBB

11、 AAbb aabb 五种基因型花色苷含量差异显著，aaBb Aabb aaBB AAbb aabb 五种基因型 摘 要 I 花色苷含量差异不显著。可见当两个基因同时存在时对花色苷含量影响比较大，只有一个基 因作用时对花色苷的影响无明显差异。两个群体的籽粒和穗轴花色苷含量的两个基因上位性 分析表明：一个基因单独作用时对籽粒和穗轴花色苷的影响都比较低，两个基因互作时对花 色苷的影响比较大。可见基因互作对花色苷含量的提高有很大的作用。 2.对群体 MuS-BC4F3叶脉叶耳颜色的进一步定位 MuS-BC4F3群体表型鉴定表明，叶脉和叶耳的非紫色与紫色两种表型都 1:3，符合孟德尔 单基因分离比例

12、1:3，说明可以排除其它基因的干扰，是对目标区段基因定位的理想材料。 根据 F2 代和 BC4F2 的定位结果。加大叶脉叶耳基因附近引物的筛选力度，通过电泳筛选 BC4F3 有差异的引物只有 3 对。为了定位的结果更准确需要多设计引物。在叶脉定位的区间 IDP8526-bnlg1028 和叶耳定位的区间 IDP8526-bnlg1028 由于叶脉叶耳都定位到相同的区间 内，所以设计的引物只要有差异在叶脉和叶耳上都可以用来定位，在 NCBI blastn 得知 IDP8526 的 BAC 值 AC194430.3 ,bnlg1028 的 BAC 值为 AC205908.3，从 www.maize

13、sequence.org 得知 IDP8526-bnlg1028 之间的物理距离为 2,753,143bp,物理距离 太大，需要通过设计新的引物来缩短物理距离。利用 SSRHUNTER 逐个寻找 SSR 位点，找到单 拷贝的 SSR 位点，用 premier 5.0 设计引物，总共设计了 25 对引物，通过筛选发现引物 J34 在 SDM 与木 6 之间多态性比较好。用筛选出来的差异引物和新设计的引物对叶脉叶耳颜 色进一步定位，最后叶脉叶耳都定位到区间 J34-bnlg1028，物理距离为 1304kb ，极大地缩 短了物理距离，为下一步克隆提供依据。BC4F3的定位结果的表型贡献率达到 60

14、%以上，明显 高于 BC4F2的定位结果，可见近等基因系 BC4F3的定位结果准确度更高，可信度更高。 西南大学硕士学位论文 II 玉米籽粒、穗轴花色苷含量两个显性基因的上位性研 究与叶脉叶耳颜色的进一步定位 The research of two dominant epistatic effect gene about Corn kernel and cob anthocyanins content and further gene positioning of vein and auricle color Ph.D.Candidate: Wenjuan Yuan Supervisor: P

15、rof. Yilin Cai Abstract Corn is one of the largest crop acreage in the world.The black corn has high anthocyanin content ,its an excellent care product for health,and it also has an important role in peoples health.The main ingredient of black corn is anthocyanin, and anthocyanin is the main water-s

16、oluble pigment which constitutes the color of the plant petals, leaves, fruits, seeds, and other organs.Anthocyanin is made from the aglycone and glucose in the form of a glycoside bond,which is a class of flavonoid polyphenolic compounds presented in plants widely.Anthocyanin has a variety of healt

17、h functions, the main function of anthocyanin is scavenging free radicals, and it also includes the function of anti-aging antioxidant.So far,the research on corn epistasis mostly about corn plant height, ear height, total number of leaves per plant, leaf length, leaf width ear ear and ear leaf area

18、, the epistatic effects analysis is also based on the corn sub-rate,but there is a little researsh on corn anthocyanins epistasis.The epistasis research can enrich the genetic basis of anthocyanins,and provide the basis for gen improvement.The leave is an important part of the plant. Veins leaf and

19、ear leaves are the important parts of the leave.They provide a reference for the further positioning of the leaf color gene and corn pigment basic research.They also provide a basis for corn pigment molecular marker-assisted breeding and corn pigment Cloning.In this paper, Southwest Institute of the

20、 University of corn breeding material black corn inbred lines SDM, wood, Mo17 SDM male parent as the female parent, build two backcross populations through the foreground and background selection to obtain two BC4F3 near-isogenic lines, two major gene control corn grain and cob anthocyanin content e

21、pistasis.The choose another SDM male parent, wood as the female parent, for eground selection and background selection for a genetic background of near-isogenic lines BC4F3, further positioning veins auricles color, specific findings are as follows: Abstract III 1.Study of epistasis two dominant gen

22、es kernels and cob anthocyanin content to the two groups MuS-BC4F3 and MoS-BC4F3 Grain anthocyanins content in two groups of MuS-BC4F3, MoS-BC4F3 on chromosome sixth are located near to the primer S8,The tenth chromosome are located near to IDP8526-bnlg1028.Two groups of cob anthocyanin content sixt

23、h chromosome location to the primer S8 near, near tenth chromosome location to the interval IDP8526-bnlg1028.The variance of the two groups of grain and cob anthocyanin content analysis found that the average content of maize grain and cob anthocyanin significant difference among different genotypes

24、, the average content of different genotypes of grain and cob anthocyanins are also different.Two groups of nine genotypes anthocyanin average multiple comparisons showed that the AABB aabb AABB AABB four genotypes anthocyanin content difference was not significant, these four genotypes anthocyanin

25、content and AABB aabb aaBB AABB AABB five kinds significant differences in genotype anthocyanin content AABB aabb AABB AABB AABB five kinds of genotype anthocyanin content was no significant difference.Visible when the two genes at the same time the presence of anthocyanin content is relatively larg

26、e, only one gene action anthocyanins was no significant difference.Two groups of grain and cob anthocyanin content the two genetic epistasis analysis showed that: a gene alone are relatively low impact on the grain and cob anthocyanins, two gene interactions anthocyanins comparison large.Visible gen

27、e interaction has a significant role in the improvement of anthocyanin content. 2. Auricles and veins Color group MUS-BC4F3 further positioning The MuS-BC4F3 phenotypic identification showed veins and auricles non-purple and purple two phenotypes are 1:3, in Mendel single gene segregation ratio 1:3,

28、 can exclude the interference of other genes, the target area. paragraph gene mapping ideal material.According to the F2 and BC4F2 positioning results.Increase the veins leaves near the ear gene primers and screening efforts, by electrophoresis the BC4F3 differences primer only three pairs.In order

29、to more accurate positioning results need to design primers.In veins positioning interval the IDP8526-bnlg1028 and auricles positioning interval IDP8526-bnlg1028 vein leaf ears are positioned to the same interval, so the design of the primer as long as there is difference in the veins and leaf auric

30、le can be used to locate in the NCBI blastn that the BAC value IDP8526 AC194430.3 the BAC value bnlg1028 AC205908.3, the 2,753,143 bp from www.maizesequence.org that the physical distance between IDP8526-bnlg1028, physical distance is too large, need to design new The primer to shorten the physical

31、distance. One by one to find SSRHUNTER SSR loci, to find a single copy of SSR loci Primers were designed using Premier 5.0, a total of 25 pairs of primers, primer J34 in the SDM wood polymorphism is better found by screening.Screening out the differences cited material and new design of primers vein

32、s leaf ear color further positioning, last veins leaf ears are positioned to J34-bnlg1028 interval, the physical 西南大学硕士学位论文 IV distance to 1304KB, greatly shorten the physical distance clone basis for the next step.The BC4F3 positioning results phenotypic rate of more than 60%, significantly higher

33、than the the BC4F2 positioning, the positioning of the visible and near-isogenic lines BC4F3 results higher accuracy, higher reliability. 西南大学硕士学位论文 0 第一章第一章 文献综述文献综述 1.11.1 数量性状的相关概念数量性状的相关概念 在遗传机制制中，数量性状受多个基因来控制的，数量性状的基因对环境比较敏感，基 因的作用与环境条件有关，关于数量性状的多基因假说是：数量性状基因是由多对微效基因 联合作用的，各对微效基因的效应差不多，而且可以累加，也

34、可以称这些微效基因为累加基 因，由于每对微效基因对表型性状的影响较小，基因太多无法一个一个去辨认，只能将表型 按照多基因体系来进行研究，微效基因之间的显性效应与隐性效应不怎么明显，一般用大写 字母表示增效，小写字母表示减效作用。微笑基因对环境非常敏感，所以数量性状的表型性 状容易受环境的影响，微效基因还有多个效果，不仅对数量性状产生作用还对其他别的性状 有一定的作用。微效基因与主效基因间可以重组，连锁等。 数量性状基因与质量性状基因的异同之处：数量性状的变异是连续性的而质量性状的变 异是不连续的，数量性状的基因的杂交后代不能明确分组，质量性状的基因的杂交后代可以 按孟德尔定律进行分组，数量性状

35、的基因受环境的影响较大，受环境的变化而变化，遗传力 小，不能稳定遗传，而质量性状的基因是可以稳定遗传的。控制数量性状的基因在特定的时 空环境下进明显，行表达，基因的表达因环境而不相同，有的环境表性效果比较明显，有的 环境下表型效果不所以，数量性状基因经常存在与环境之间的相互作用。质量性状的基因受 环境影响不明显，可以稳定遗传。质量性状的基因一般用概率的方法来进行分析也可以用系 谱法来分析，数量性状基因的研究需要用统计学和遗传学的方法来研究。 作物的表型是由基因型，基因型与环境的作用和误差三者共同组成的，一般用三者的方 差来计算表型的方差，前两者的方差是可以遗传的，误差方差是不可以遗传的。数量性

36、状的 基因经常存在一因多效的情况，生物体的数量性状间有一定程度的关联，采用协方差分析来 分析这种变异情况。 主效基因，微效基因，修饰基因都对数量性状有作用，数量性状的表型受这三种基因的 表达，三种基因对数量性状的影响不同，主效基因的影响较大，对数量形状的表型起的作用 相对来说比较大，一般情况数量性状是由几个主效基因共同控制的，修饰基因对表型的影响 较小，主要是对主效基因起修饰的作用，而微效基因对表型的影响也很小，这些微效基因的 作用是可以累加的，对环境很敏感。 基因的加性效应，显性效应，上位性效应的定义分别是，加性效应是等位基因的累加效 应，是遗传中可以固定的因素，也称为育种值，显性效应是等位

37、基因之间的互作效应，是遗 传中不能固定的因素，可以产生杂种优势。上位性效应是指不同基因位点内非等位基因间的 相互作用。这三种效应在遗传育种中有不同的效应，加性效应在上下代之间可以稳定遗传， 选择的过程中可以累加，可以很快将基因纯和，具有较高加性效应的数量性状通过世代选择 容易达到育种的效果，显性效应与杂种优势有密切关系，在杂交育种中加以利用，但是这种 第一章 文献综述 1 显性效应在逐代选择的过程中逐渐减弱最后消失，会影响育种中早代选择的效果，所以在育 种中对于以显性为主的数量性状以高代选择为主。上位性效应是由非等位基因间互作产生的， 对数量性状的表型有很大的作用，加性效应加性效应互作产生的上

38、位性效应可以遗传并逐渐 固定，加性效应和显性效应产生的上位性效应与杂种优势有关，在低世代的育种时影响数量 性状的选择效果。 1.21.2 QTLQTL 定位的原理与方法定位的原理与方法 1.2.11.2.1 定位的原理定位的原理 数量性状基因座是指控制数量形状的基因在基因组中的位置，QTL 定位的理论依据就是 Morgen 的连锁遗传规律，利用分子标记定位 QTL，分析标记与目标 QTL 间的连锁关系。用交 换律来计算。常用的分子标记有：RFLP，RAPD,AFLP,SSR,SNP,等，RFLP 早期使用比较多， SSR 标记操作简单快捷，标记多态性高，适用于大批量的应用。 1.2.21.2.

39、2 定位的方法定位的方法 通过QTL与标记间的连锁关系，确定QTL于标记间的距离并将其定位到遗传图谱上，根据 标记数目的不同分为单标记，双标记，多标记。统计方法有方差分析法，均值分析法，矩估 计法，最大似然法。自20世纪60年代初提出单一标记分析方法以来，QTL定位方法有了长足 的发展，已经发展了适合不同倍性1。与同源多倍体2。、连续性与间断性变量3、静态与 动态性状、单一性状与多个相关性状联合4、单个组合与多个组合联合以及两个亲本与多个 亲本甚至育成品种群体的QTL定位方法。常用的QTL作图方法主要有单标记分析法，性状标记 回归法，性状-QTL回归法，性状QTL回归法包括单区间作图法（The

40、 interval mapping IM） ， 复合区间作图法（Composite interval mapping,CIM） ，多重区间作图法（Multifold interval mapping MIM） ，基于混合线性模型的复合区间作图法（Composite interval mapping based mixed linear model MCIM） ，完备区间作图法（Inclusive Composite Interval Mapping,ICIM） 。 1.2.2.1 区间作图法（The interval mapping IM） 是由个体目标性状观察值与双侧分子标记建立的线性模型的

41、基础上，利用最大似然法， 对标记区间内的某一点可能存在的 QTL 进行检测，进而获得极大似然估计值。其遗传假设是， 数量性状遗传变异只受一对基因控制，表型变异受遗传效应（固定效应） 和剩余误差（随 机效应） 控制，不存在基因型与环境的互作。区间作图法可以估算 QTL 加性和显性效应值。 与单标记分析法相比，区间作图法具有以下特点：能从支撑区间推断 QTL 的可能位置；可利 用标记连锁图在全染色体组系统地搜索 QTL,如果一条染色体上只有一个 QTL，则 QTL 的位置 和效应估计趋于渐进无偏； QTL 检测所需的个体数大大减少。但 IM 也存在不足： QTL 回 西南大学硕士学位论文 2 归效

42、应为固定效应；无法估算基因型与环境间的互作（QE） ，无法检测复杂的遗传效应 （如上位效应等）;当相邻 QTLs 相距较近时，由于其作图精度不高，QTLs 间相互干扰导致 出现 Ghost QTL；一次只应用两个标记进行检查，效率很低。 1.2.2.2 复合区间作图法（Composite interval mapping,CIM） 是 Zeng5 提出的结合了区间作图和多元回归特点的一种 QTL 作图方法。其遗传假定是， 数量性状受多基因控制。该方法中拟合了其他遗传标记，即在对某一特定标记区间进行检测 时，将与其他 QTL 连锁的标记也拟合在模型中以控制背景遗传效应。CIM 主要优点是： 由

43、于仍采用 QTL 似然图来显示 QTL 的可能位置及显著程度，从而保证了 IM 作图法的优点； 假如不存在上位性和 QTL 与环境互作，QTL 的位置和效应的估计是渐进无偏的；以所选择的 多个标记为条件（即进行的是区间检测） ，在较大程度上控制了背景遗传效应，从而提高了 作图的精度和效率。存在的不足是： 由于将两侧标记用作区间作图，对相邻标记区间的 QTL 估计会引起偏离; 同 IM 一样，将回归效应视为固定效应，不能分析基因型与环境的互作及 复杂的遗传效应（如上位效应等） ; 当标记密度过大时，很难选择标记的条件因子。 1.2.2.3 多重区间作图法（Multifold interval m

44、apping MIM） 针对以往作图方法的不足，C.H.Kao 和 Z.B.ZENG 利用 Cock 模型将 QTL 作图模型扩展到 多重 QTLs 模型，一次可检测多个 QTLs,并可有效分析上位性。这种新的作图法被命名为多重 区间作图法，它属于同时在多个区间上检测多个 QTLs 的方法，待估参数多，计算量大。所 以 KAO 和 ZENG6利用 EM 算法推导出一个用于基因定位模型上估计 MLE 和其渐进变异矩阵的 一般化公式，KAO7等以 Cockerham 模型8定义遗传参数并用该一般化公式作为估计方法， 提出了多重区间作图法进行基因定位。突破了回归方法的局限性，在模型中同时使用多个标

45、记区间来寻找多个 QTLs。极大地提高了作图的精度和效率。但是 MIM 模型相当复杂，计算需 要很长时间，待估参数的数目随着 QTL 的增大呈指数增长，而且如何确定合适临界值目前还 没有现成理论，QTL 效应可能会被侧连标记区间之外的标记变量吸收，还有就是标记背景不 同对作图结果影响很大，难以推广到上位性互作 QTL 的定位，章元明等研究认为，MIM 只能 检测具有主效 QTL 间互作，对于效应小的 QTL 很难检测到。 1.2.2.4 基于混合线性模型的复合区间作图法（Composite interval mapping based mixed linear model MCIM） 朱军9提

46、出了用随机效应的预测方法获得基因型效应及基因型与环境互作效应，然后再 用区间作图法或复合区间作图法进行遗传主效应及基因型与环境互作效应的 QTL 定位分析。 该方法的遗传假定是数量性状受多基因控制，它将群体均值及 QTL 的各项遗传效应看作为固 定效应，而将环境、QTL 与环境、分子标记等效应看作为随机效应。由于 MCIM 将效应值估 第一章 文献综述 3 计和定位分析相结合，既可无偏地分析 QTL 与环境的互作效应，又提高了作图的精度和效率。 此外该模型可以扩展到分析具有加加、加显、显显上位的各种遗传主效应及其与环境 互作效应的 QTL。利用这些效应值的估计，可预测基于 QTL 主效应的普通

47、杂种优势和基于 QTL 与环境互作效应的互作杂种优势，因而其具有广阔的应用前景 1.2.2.5 完备区间作图法（Inclusive Composite Interval Mapping,ICIM） 完备区间作图法10利用所有标记的信息，通过逐步回归选择重要的标记变量并估计其效 应，然后利用逐步回归得到的线性模型校证表型数据，并利用校正后的数据进行全基因组的 一维和二维扫描。完备区间作图法的优点是简化了 CIM 中控制背景遗传变异过程，ICIM 有较 低的抽样误差，较高的作图效率，ICIM 对作图参数有很好的稳健性，有 QTL 的区域 ICIM 有 显著的 LOD 值，反之没有 QTL 的区域

48、LOD 值为 0，容易推广到上位性作图，在上位性作图时， 不仅可以检测到有加性效应的 QTL 间的互作，而且还可以检测到没有明显加性效应的 QTL 间 的互作。模拟研究和实际数据的分析表明完备区间作图法是一个有效的 QTL 定位方法。 1 13 3 QTLQTL 定位方法的最新进展定位方法的最新进展 1.3.11.3.1 QTLQTL 动态定位动态定位 单标记分析法、区间作图法、复合区间作图法、多重区间作图法等均是针对某一时间点 数量性状观测值的QTL定位,即静态QTL定位(static mapping，SM)。静态QTL定位只反映了 QTL从发育初始到观察时期的累积效应，难于掌握不同发育时期

49、各个QTL的作用和提供有关 QTL表达过程的信息。为此，吴为人等提出了动态定位方法(dynamic mapping，DM)，又称与 时间有关的QTL定位(time related QTL mapping)11。该方法可以有效利用性状发育过程中 的遗传信息，大幅度提高QTL定位的灵敏度和准确性，揭示QTL的表达动态瞄12。 1.3.21.3.2 eQTLeQTL 定位定位 2001年Jansen等提出了eQTL定位方法13。即利用表型观测值、分子标记和表达谱数据 定位出控制数量性状的基因。每一基因的表达谱作为一个性状，分析分离群体所有个体的表 达谱，然后检测分离群体中标记与表达谱性状间的连锁。将表达谱作为数量性状所定位得到 的QTL称为eQTL。当eQTL的遗传连锁与该基因的位置一致时，便可确定与数量性状有关的基 因。目前eQTL定位在酵母14、玉米和老鼠15等中得以应用。由于获得表达谱数据成本较高， 该方法还未得到广泛应用。 1.31.33 3 种质资源新基因发掘的种质资源新基因发掘的 QTLQTL 定位方法定位方法 作物QTL定位群体一般是两纯合