植物数量性状基因座_QTL_的作图与克隆

主要农作物QTL定位和克隆研究进展摘要：随着遗传图谱的日趋饱和QTL定位分析方法的日益完善，近年来农作物QTL的研究发展非常迅速。

本文首先从总体上对水稻、玉米、小麦、棉花、大豆这几个农作物的QTL定位作了简要的介绍，然后详细介绍了番茄、水稻、玉米被克隆出的几个QTL的克隆过程及基因功能，对整个QTL的分析方法作了系统的介绍。

关键词：QTL、定位、克隆、基因作物的许多农艺性状和经济性状是数量性状,研究作物数量性状的遗传对农作物育种具有十分重要的意义。

近几年，作物QTL定位和克隆发展迅速，本文详细阐述了主要农作物近几年的发展状况。

1.QTL定位研究进展QTL定位是检测分子标记和QTL间的连锁关系,估计QTL的效应利用分子标记进行遗传连锁分析,检测出QTL。

分子遗传学的发展和RFLP,RAPD,SSR,AFLP等分子标记技术的完善,加上日趋饱和的遗传图谱为工具和日益完善的QTL定位分析方法,已在许多作物上定位了不少QTL,并分析了各QTL的效应。

1.1 水稻水稻QTL的研究近年来发展非常迅速,已进行QTL定位的性状很多。

自Wang等[1]利用RFLP连锁图定位了水稻对稻瘟病有部分抗性的14个QTL以来,有关水稻QTL 定位的研究报道不断增加.目前,世界各国的科学家应用不同的群体,对水稻大多数性状进行了QTL定位,这些性状包括水稻的生育期、株高及其组成性状、产量及产量构成性状、谷粒外观品质、食味和营养品质等农艺性状、以及水稻种子的休眠性、水稻叶片叶绿素和过氧化氢含量等生理性状。

目前的数据表明水稻遗传图谱上的分子标记数已超过6000个,平均间距为75-100 kb,基本覆盖了水稻基因组的所有区域，为进一步精细定位及克隆提供了便利。

1.2玉米玉米的许多产量相关性状[2]，如穗长、穗粗、行数、行粒数等，国内外都进行了较为深入的研究，定位了大量的QTL位点，并分析了它们的遗传规律，为玉米育种提供了很好的指导意义。

QTL精细定位和克隆的策略QTL（Quantitative Trait Loci）精细定位和克隆是一种用于研究复杂性状遗传基础的策略。

QTL是指影响数量性状的基因或染色体区域，通过精细定位和克隆这些QTL，可以了解底层的基因机制以及其对数量性状的调控方式。

本文将介绍QTL精细定位和克隆的策略及其主要步骤。

1.QTL的初步定位：初步定位是通过建立遗传图谱或关联分析等方法，确定QTL所在的染色体区域。

常用的方法包括构建遗传连锁图和联合鉴定法。

遗传连锁图通过建立基因座之间的连锁关系，得到QTL大致所在的染色体区域。

联合鉴定法是基于多个遗传座的遗传效应与表型表达之间的关系，通过统计模型来确定QTL的位置。

2.QTL的精细定位：精细定位是在初步定位的基础上，进一步缩小QTL的定位区域。

常用的方法包括细分群体和QTL-候选基因关联分析。

细分群体是通过构建更多的染色体互换系或染色体片段替代系，并进行连锁鉴定，缩小QTL区域。

QTL-候选基因关联分析则是通过挖掘精密的关联信号，确定QTL所在的基因区域。

这些关联信号可以来自候选基因的DNA多态性标记或RNA表达水平等。

总之，QTL精细定位和克隆是一种通过缩小QTL区域，最终确定突变基因，揭示底层的基因机制的策略。

通过建立遗传图谱和进行关联分析等初步定位方法，缩小QTL的定位区域。

随后，通过细分群体和QTL-候选基因关联分析等精细定位方法，最终确定QTL所在的基因区域。

最后，通过基因克隆和功能验证，揭示QTL对数量性状的调控方式。

这些研究有助于深入理解数量性状的遗传基础，提高作物和动物的育种效率。

作物数量性状基因图位克隆研究进展作物许多重要农艺性状，如产量、品质、生育期等均属于数量性状，对控制数量性状的基因 (Quantitative trait loci,QTL) 开展研究已成为现代遗传学的热点之一。

QTL 的鉴定和克隆不仅有利于从分子水平上阐明这些性状的发育和形成机理，而且对于有效开展数量性状分子育种，进一步提高作物品种的产量、品质和抗性水平具有重要意义。

近年来，作物数量性状基因克隆取得了重要突破，一批控制复杂农艺性状的 QTL 已被成功分离。

随着植物基因组研究的日益广泛和深入，作物 QTL 的图位克隆技术将有新的发展。

1 数量性状基因克隆基本思路数量性状由多基因控制，并受环境条件影响，其表型变异是连续的，一般只能通过统计分析方法来确定其遗传座位。

从本质上看，QTL 的定位研究只是以一定概率标准说明在基因组的某些区段可能存在影响某个数量性状的 QTL，至于这些 QTL 包含多少个基因，包含什么基因，以及它们如何作用于目标性状，则需通过遗传学的方法进一步去鉴定。

在遗传上，QTL 与控制质量性状的基因是一样的，都能够通过遗传重组进行分离，差异只是在遗传效应大小方面，而且同一座位既是一个 QTL，也可能是一个主基因，这取决于所考察的等位基因。

因此，QTL 克隆的基本思路与控制质量性状的主基因是相似的，即首先将初步定位的 QTL 界定到一个很小的基因组区域，然后提名候选基因，进行序列分析，最后进行功能验证。

由于一个数量性状的分离通常由多个 QTL 共同决定，每一个的贡献较小，且这些 QTL 常常紧密连锁在一起，因此 QTL克隆的关键问题是如何将控制所研究性状的多个 QTL 分解为单个孟德尔因子。

近年来在水稻、玉米和番茄上进行的 QTL 分离和克隆的开创性工作，为解决这一问题提供了有效途径和具体方法。

2 作物数量性状基因图位克隆进展2.1 已被成功克隆的作物 QTL目前已报道被成功克隆的作物 QTL 有9个(表1)。

数量性状的分子标记（QTL定位的原理和方法讲义）数量性状的分子标记(qtl定位的原理和方法讲义)作物中最重要的农艺和经济性状，如产量、品质、生育期、抗逆性等，都是数量性状。

与品质性状不同，数量性状受多基因控制，遗传基础复杂，易受环境影响。

它们表现出持续的变异，表型和基因型之间没有明确的对应关系。

因此，数量性状的遗传研究非常困难。

长期以来，我们只能用数理统计的方法从整体上研究控制数量性状的多基因系统，用平均值和方差来反映数量性状的遗传特征，因此无法理解单个基因的位置和作用。

这种情况限制了人们在育种中对数量性状的遗传操作能力。

分子标记技术的出现使进一步研究数量性状的遗传基础成为可能。

控制数量性状的基因在基因组中的位置称为数量性状位点（QTL）。

QTL定位可以通过分子标记进行遗传连锁分析来检测。

借助与QTL连锁的分子标记，我们可以在育种中跟踪相关QTL的遗传动态，从而大大提高人们对数量性状的遗传操作能力，提高育种中数量性状良好基因型选择的准确性和可预测性。

因此，QTL定位是一项非常重要的基础研究工作。

1988年，Paterson等人发表了第一篇关于利用RFLP连锁图谱定位番茄QTL的论文。

此后，随着分子标记技术的不断发展和许多物种分子连锁图谱的完成，世界各地掀起了QTL研究的热潮。

QTL研究发表的论文数量几乎每年都呈指数增长（图5.1），这表明了该研究领域的活力。

目前，QTL定位研究已在许多重要作物上开展，并取得了快速进展。

本章主要介绍QTL定位的原理和方法。

图5.11986~1998年期间国际上每年发表有关qtl研究的论文的数量.数据从英国bids 信息系统检索得到第一节数量性状基因的初步定位qtl定位就是检测分子标记（下面将简称为标记）与qtl间的连锁关系，同时还可估计qtl的效应。

qtl定位研究常用的群体有f2、bc、ri和dh。

这些群体可称为初级群体（primarypopulation）。

用初级群体进行的qtl定位的精度通常不会很高，因此只是初级定位。

小麦等作物不同遗传群体的数量性状基因定位及原理分析作者：刘源来源：《科学导报·学术》2019年第37期摘要：数量性状基因的定位又叫QTL定位，QTL 定位就是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。

QTL定位的基本原则是关联度量的遗传变异和表型变异。

群体的选择、用于度量表型个体选择和基因型判型个体的选择是所有QTL定位设计要重点考虑的因素。

本文介绍了小麦等作物不同作图群体的优缺点以及QTL定位的原理和方法，从而对遗传群体的选择以及QTL定位技术的使用提供依据。

1、QTL 作图群体的选择QTL是quantitative trait locus的缩写，中文可以翻译成数量性状座位或者数量性状基因座，它指的是控制数量性状的基因在基因组中的位置。

QTL 定位的第一步是选择合适的亲本构建作图群体。

亲本选择要本着性状差异大和亲缘关系远的原则，以便发生较多的重组事件和表型变异，利于定位研究的进行。

目前，小麦 QTL 定位常用的作图群体按照保存时间的长短，分为两类：临时性分离群体和永久性分离作图群体。

前者包括 F2及其衍生的 F3、F4家系，以及回交产生的BC 群体等。

后者包括 DH、RIL、IF2和 NIL 群体等。

不同的群体具有各自的特性。

临时性群体的主要特点是群体内各个体间基因型不同，杂合基因型占很大比例。

它们包含的遗传信息丰富，可以同时估算加性、显性效应。

缺点是个体间基因型存在杂合型，后代发生分离，群体结构发生改变，不能进行多年、多点试验。

而永久性群体系内基因型一致，系间基因型不同，因此可以进行多重复、多年、多点试验，增加QTL 定位准确性。

缺点是永久性群体由于系间基因型一致，不能估算显性效应;若群体量不够大，则提供的遗传信息不如临时性群体丰富。

尤其是 DH 群体，染色体加倍时可能存在基因型的丢失，通常不适于构建分子标记连锁图。

对于异花授粉作物，由于存在自交衰退现象，构建 RIL 意义不大。

植物数量性状基因座(QTL)的作图与克隆
李宏;邱芬奇;李友莲
【期刊名称】《科技情报开发与经济》
【年(卷),期】2008(018)002
【摘要】从QTL定位方法以及QTL精细定位和克隆等方面对植物数量性状遗传进行了综述.
【总页数】3页(P145-147)
【作者】李宏;邱芬奇;李友莲
【作者单位】山西农业大学生命科学学院,山两太谷,030801;山西农业大学生命科学学院,山两太谷,030801;山西农业大学生命科学学院,山两太谷,030801
【正文语种】中文
【中图分类】Q343.1
【相关文献】
1.油菜N13和N18上含油量QTL作图区间相关候选基因克隆 [J], 邵珏;汪义龙;邵玉锁;曹明富;赵坚义
2.猪10号染色体上影响血常规指标的数量性状基因座(QTL)定位 [J], 张陈华;蔡绍倩;巩元芳;卢昕;殷宗俊;张勤
3.肉牛数量性状基因座作图进展 [J], 刘武艺;陈宏权
4.从数量性状基因座作图到标记辅助选择 [J], 唐辉
5.QTL作图在植物数量抗病性遗传研究中的应用 [J], 陈万权
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收稿日期：2011-02-11作者简介：李宏(1966-)，男，重庆人，副研究员，从事遗传学与生物技术研究。

植物抗病遗传育种中的QTL 定位和克隆(综述)李 宏(重庆工商大学 环境与生物工程学院， 重庆 400067)摘 要：对植物抗病遗传育种中QTL 定位与克隆研究进行综述。

主要阐述了数量抗性的遗传学基础、作物抗病性QTL 的定位作图、QTL 作图的可靠性及应对措施、QTLs 候选基因的证实和定位克隆等，并对植物抗病遗传育种未来的研究方向予以讨论。

关键词：数量抗性；基因作图；分子标记；数量性状位点；候选基因Doi: 10.3969/j.issn.1009-7791.2011.03.023中图分类号：Q943.2 文献标识码：A 文章编号：1009-7791(2011)03-0087-06QTL Mapping and Cloning in Plant Genetic Breeding of Disease Resistance LI Hong(Environmental and Biological Engineering College, Chongqing Technology and Business University, Chongqing 400067, China)Abstract: This paper has summarized the QTL mapping and cloning in plant genetic breeding of disease resistance. It mainly expounded the genetic basis of quantitative resistance, QTL mapping and location of disease resistance in crop, the reliability of QTL mapping and adopted measures and the identification and positional cloning of candidate genes of QTLs, etc., and also discussed the future and perspective of plant genetic breeding of disease resistance.Key words: quantitative resistance; gene mapping; molecular marker; quantitative trait loci;candidate gene作物改良依赖于产生遗传变异和选择具有改良性个体的能力。

植物数量性状变异的分子基础与QTL克隆研究进展
植物数量性状变异的分子基础与QTL克隆研究进展
探讨数量性状变异规律以便对其进行遗传操纵一直是植物遗传学的一个重要领域.DNA分子标记和QTL作图技术的发展以及拟南芥和水稻全基因组测序的完成极大地促进了植物数量性状分子基础的研究.现已克隆了拟南芥ED1、水稻Hd1、玉米Tb1、番茄fw2.2和Brix9-2-5等控制目标数量性状的基因.数量性状表型变异不仅源于多个数量性状基因(QTL)的分离,而且还受到内外环境的修饰.QTL等位基因变异与孟德尔基因变异具有类似的分子基础,即基因表达或蛋白质功能发生改变.通过分析已克隆的植物QTL的变异特征及分子基础,讨论了植物QTL克隆技术策略,并对QTL研究所面临的挑战和应用前景进行了展望.
作者：杜春芳李朋波李润植 DU Chun-fang LI Peng-bo LI Run-zhi 作者单位：杜春芳,DU Chun-fang(山西省农业科学院棉花研究所,山西,运城,044000;山西农业大学,农业生物工程研究中心,山西,太谷,030801)
李朋波,LI Peng-bo(山西省农业科学院棉花研究所,山西,运城,044000)
李润植,LI Run-zhi(山西农业大学,农业生物工程研究中心,山西,太谷,030801)
刊名：西北植物学报ISTIC PKU英文刊名：ACTA BOTANICA BOREALI-OCCIDENTALIA SINICA 年，卷(期)：2005 25(12) 分类号：Q349+.5 关键词：数量性状变异数量性状基因(QTL) QTL基因克隆。

植物数量性状的QTL定位分析
植物数量性状的QTL定位分析
QTL分析就是以分子标记技术为工具、以遗传连锁图谱为基础,利用分子标记与QTL之间的连锁关系确定控制数量性状的基因在基因组中的位置.从植物数量性状的遗传模型、QTL定位原理、作图群体、方法和利用等方面进行了综述,并对今后QTL的研究方向提出了思考.
作者：王林生李毓珍马晓玉作者单位：王林生(河南科技大学农学院,河南,洛阳,471003)
李毓珍(河南省许昌市种子管理站,河南,许昌,461000)
马晓玉(河南省民权县农业局,河南,民权,476800)
刊名：安徽农业科学ISTIC PKU 英文刊名：JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES 年，卷(期)： 2006 34(18) 分类号： Q348 关键词：植物数量性状 QTL定位。

植物抗病遗传育种中的QTL定位和克隆(综述)
李宏
【期刊名称】《亚热带植物科学》
【年(卷),期】2011(040)003
【摘要】对植物抗病遗传育种中QTL定位与克隆研究进行综述.主要阐述了数量抗性的遗传学基础、作物抗病性QTL的定位作图、QTL作图的可靠性及应对措施、QTLs候选基因的证实和定位克隆等,并对植物抗病遗传育种未来的研究方向予以讨论.
【总页数】6页(P87-92)
【作者】李宏
【作者单位】重庆工商大学环境与生物工程学院,重庆400067
【正文语种】中文
【中图分类】Q943.2
【相关文献】
1.RFLP技术及其在植物遗传育种中的应用综述 [J], 杨祖俐
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3.植物抗病基因同源序列及其在抗病基因克隆与定位中的应用 [J], 易图永;谢丙炎;张宝玺;高必达
4.同源序列法克隆植物抗病基因研究进展及其在野生稻中的应用 [J], 李美玲;严成其;王栩鸣;杨勇;余初浪;周洁;程晔;陈剑平
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