利用DH群体构建大白菜分子遗传图谱

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分子标记辅助育种技术

分子标记辅助育种技术分子标记辅助育种技术第一节分子标记的类型和作用原理遗传标记是指可以明确反映遗传多态性的生物特征。

在经典遗传学中，遗传多态性是指等位基因的变异。

在现代遗传学中，遗传多态性是指基因组中任何座位上的相对差异。

在遗传学研究中，遗传标记主要应用于连锁分析、基因定位、遗传作图及基因转移等。

在作物育种中，通常将与育种目标性状紧密连锁的遗传标记用来对目标性状进行追踪选择。

在现代分子育种研究中，遗传标记主要用来进行基因定位和辅助选择。

1、形态标记形态标记是指那些能够明确显示遗传多态性的外观性状。

如、株高、穗型、粒色等的相对差异。

形态标记数量少，可鉴别标记基因有限，难以建立饱和的遗传图谱。

有些形态标记受环境的影响，使之在育种的应用中受到限制。

2、细胞学标记细胞学标记是指能够明确显示遗传多态性的细胞学特征。

如染色体的结构特征和数量特征。

核型：染色体的长度、着丝粒位置、随体有无。

可以反映染色体的缺失、重复、倒位、易位。

染色体结构特征带型：染色体经特殊染色显带后，带的颜色深浅、宽窄和位置顺序,可以反映染色体上常染色质和异染色质的分布差异。

染色体数量特征—是指细胞中染色体数目的多少。

染色体数量上的遗传多态性包括整倍体和非整倍体变异。

细胞学标记优点：克服了形态标记易受环境影响的缺点。

缺点：（1）培养这种标记材料需花费大量的人力物力；（2）有些物种对对染色体结构和数目变异的耐受性差，难以获得相应的标记材料；（3）这种标记常常伴有对生物有害的表型效应；（4）观察鉴定比较困难。

3、蛋白质标记用作遗传标记的蛋白质分为酶蛋白质和非酶蛋白质两种。

非酶蛋白质：用种子储藏蛋白质经一维或二维聚丙烯酰胺凝胶电泳，根据显示的蛋白质谱带或点，确定其分子结构和组成的差异。

酶蛋白质：利用非变性淀粉凝胶或聚丙烯酰胺凝胶电泳及特异性染色检测，根据电泳谱带的不同来显示酶蛋白在遗传上的多态性。

蛋白质标记的不足之处：（1）每一种同工酶标记都需特殊的显色方法和技术；（2）某些酶的活性具有发育和组织特异性；（3）标记的数量有限。

生物学新研究方法

一、图位克隆相关汇总1、用于QTL初定位群体的类型有哪些以及各群体的特点F2群体易于配制，需要时间短，所提供的遗传信息最为丰富，可以估算加性效应及显性效应。

但F2群体由单株组成且尚未达到纯合，提供的材料有限，很难对其进行连续性研究。

由于每个基因型只有一株，由此得到的数量性状数据可靠性差。

补救办法是利用F2代单株衍生的F2:3家系，选取同一家系中的若干个体进行分析，但这样做不仅加大了工作量，而且容易造成抽样误差。

回交(BC)群体:低代回交群体重组交换的信息量比F2少，为了弥补回交群体的不足现在多采用先回交再自交的方式，对回交后代进行自交。

DH系群体：加倍单倍体群体，是通过诱导F1单倍体并加倍形成的群体，群体内基因完全纯合，群体内的差异构成了分离群体的遗传特性，是永久群体，但重组交换的信息较少。

RIL系：RIL群体基因基本纯合，群体结构稳定，也是一个永久性分离群体，重组程度高于F2群体，因此，RIL 群体构建的图谱比F2的有着更高的解析度。

但建立一套RIL需要多年的工作。

而且，在基因组的某些区域的纯合比理论预期需要更长的时间，而且不能估计显性效应。

2、简答图位克隆常见的群体（至少三个）及其特点。

根据分离群体的特点，图位克隆作图群体分为临时性分离群体、永久性分离群体和回交近交系群体三大类。

临时性分离群体：包括单交组合产生的F2及其衍生的F3、F4家系回交群体。

其显著特征时群体中每一个个体后代均可发生分离，除非自交不亲和性，F2易配制。

而且提供给遗传分析的信息最为丰富，可以同时估计加性效应和显性效应。

但由于F2存在分离，很难进行多年多点研究。

永久性分离群体：主要包括重组自交系群体（RIL）和加倍单倍体群体（DH）。

其显著特征是群体中每一个体其后代稳定，不发生分离，可重复进行试验，将区组效应、重复效应和随机误差最小化或分解，增加检测QTL准确性。

但构建RIL 群体需很长时间；构建DH群体受基因型限制，难度较大，且它们不能估计显性效应。

(0805)《园艺植物生物技术》网上作业题及答案

1：[论述题]名词解释1、cDNA文库参考答案：指将某生物某一发育时期所转录的mRNA经反转录形成的DNA片段与某种载体连接而形成的克隆的集合。

2：[论述题]名词解释2、基因组文库参考答案：指将某生物的全部基因组DNA切割成一定长度的DNA片段克隆到某种载体上形成的文库。

3：[论述题]名词解释3、鉴别寄主参考答案：植物病毒具有有一定的寄主范围，并在某些寄主植物上表现特定的症状，这种能鉴别某种病毒的植物称为鉴别寄主。

4：[论述题]名词解释4、抗体参考答案：指在抗原物质刺激下，免疫动物机体内所产生的可与该抗原物质发生特异性结合反应的免疫球蛋白。

5：[论述题]名词解释5、愈伤组织参考答案：在人工培养基上由外植体上形成的一团无序生长状态的薄壁细胞原生质体：指采用机械或酶解法去掉了细胞壁的裸露的且具有活力的细胞。

6：[论述题]名词解释7、植物组织培养参考答案：指通过无菌操作，把植物体的器官、组织、细胞甚至原生质体，接种于人工配制的培养基上，在人工控制的环境条件下进行培养，使之生长、繁殖或长出完整植株的技术和方法。

7：[论述题]名词解释6、原生质体融合参考答案：也称体细胞杂交，是指不同种类的原生质体不经过有性阶段，在一定条件下融合创造杂种的过程。

8：[填空题]1、1953年，美国分子生物学家沃森（Watson）和英国分子生物学家克里克（Crick）根据X 射线衍射分析提出了著名的。

参考答案：DNA双螺旋学说9：[填空题]2、DNA测序有两种经典手工测序方法，一是Sanger的酶学法(双脱氧法)，另一种是Gilbert 和Maxam的。

参考答案：化学法10：[填空题]3、DNA在生物体内的复制方式是参考答案：半保留复制11：[填空题]4、PCR技术中常用的DNA聚合酶是。

参考答案：Taq DNA聚合酶12：[填空题]5、RNA提取过程中的关键是抑制的活性。

参考答案：RNA酶13：[填空题]6、SSR标记是（显性/共显性）标记。

第3章分子图谱的构建总结

干扰的程度用符合系数C表示。
C=实际双交换值/理论双交换值
要计算两个相距较远的基因座之间的图距时，如果中间没有其他基因座可用，则两个基因座之间实际发生的双交换就不能被鉴定出来。而由于双交换的结
果，会使根据重组值估计的两个基因座位间的距离估
计值偏低。因此，采用一些数学的方法矫正。
Haldane作图函数 :
Dist cM
1
Mar ker Id Name (71) RG472 RG246 K5 U10 RG532 W1 RG173 Amy1B RZ276 RG146 RG345 RG381 RZ19 RG690 RZ730
Dist cM
1-轮回亲本的纯合基因型（aa）
2-杂合体（ab） 3-非轮回亲本的纯合基因型（bb） 0-缺资料
群体的特点:
优点：
群体容易产生；
直接反映了F1代配子的分离比例，作图效率高；适合亲缘关系较远的亲本；
缺点：
非永久性群体；
当显性时表现型和基因型鉴定都有麻烦；
对人工杂交困难的植物，不易建立大的群体，且易出现假杂种。
的重组率。
3、图谱制作的统计学原理
（1）两点测验：对两个基因座之间的连锁关系
进行检测。
▲χ2检测标记座位是否符合孟得尔分离比例，严重异常分离的标记一般不能用于连锁作图； ▲ 重组率是根据分离群体中重组型个体占个体总数的比率来估算的。这种估算方法无法得到估算值的标准误，因此无法对估算进行显著性检验。采用最大似然法估计（maximum likelihood estimation，MLE）方法进行重组率
△排序（sequence）：
通过多点分析，可以计算出在同一连锁群内不同排列顺序下，各座位之间的距离和连锁群的总长度。

大白菜抗根肿病基因位点CRa和CRb的分子标记鉴定

大白菜抗根肿病基因位点CRa和CRb的分子标记鉴定杨征;杨晓云;张清霞;司朝光;张淑霞;王媛【摘要】利用大白菜抗根肿病基因 CRa和 CRb分子标记（ SC2930和KBrH129J18R）引物组，对78份大白菜材料进行抗根肿病分子标记鉴定。

结果表明，在这78份材料中，有34份材料含有 SC2930-T（ CRa抗病标记）标记，其中杂合抗病位点材料17份，纯合抗病位点材料17份。

有37份材料含有KBrH129J18R抗病标记，其中纯合抗病位点材料15份，杂合抗病位点材料22份。

有20份材料不含有 CRa和 CRb所对应的抗病标记，23份材料含有2个抗病标记。

该研究初步明确了78份参试大白菜材料所含抗根肿病基因CRa和CRb类型，为大白菜抗根肿病育种提供材料选择依据。

%The objective of this study was to use 2 gene molecular markers of clubroot resistance from Chinese cabbage(SC2930 and KBrH129J18R),to identify clubroot resistance genesin 78 resources of Chinese cabbage. The results showed that there were 34 resources with SC2930 resistance marker in 78 resources. Including 17 heterozygous loci materials and 17 homozygous loci materials. 37 resources had KBrH129J18R resistance marker. Including 22 het-erozygous loci materials and 15 homozygous loci materials. 20 resources hadn′t the resistance markers of CRa or CRb. 23 resources had both 2 resistance markers. The study defined the clubroot resistance gene types of CRa and CRb in the 78 resources,and provided a material basis of breeding for clubroot resistance in Chinese cabbage.【期刊名称】《华北农学报》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】6页(P87-92)【关键词】大白菜;根肿病;抗病基因;分子标记【作者】杨征;杨晓云;张清霞;司朝光;张淑霞;王媛【作者单位】青岛农业大学园艺学院，山东青岛 266109; 青岛市农业科学研究院，山东青岛 266100;青岛市农业科学研究院，山东青岛 266100;青岛市农业科学研究院，山东青岛 266100;青岛市农业科学研究院，山东青岛 266100;青岛市农业科学研究院，山东青岛 266100;青岛市农业科学研究院，山东青岛 266100【正文语种】中文【中图分类】Q78;S634.03Key words:Chinese cabbage;Clubroot;Resistance genes;Molecular markers 大白菜(Brassica campestris L.ssp.pekinensis)根肿病是一种由根肿菌属芸薹根肿菌(Plasmodiophorabrassicae Woron)侵染所致的世界性病害。

作物QTL分析的原理与方法

作物QTL定位方法与技术作物QTL定位的方法主要有传统连锁分析、基因芯片技术和深度学习等。连锁分析通过群体遗传学手段，鉴定两个或多个基因位点间的连锁关系，进而确定控制性状的QTL。基因芯片技术利用基因组wide的标记分布，对大量基因位点进行同时检测，高效地定位QTL。深度学习则利用神经网络等算法，自动化学习和识别数据中的特征，实现对QTL的精准定位。
四、自然群体
自然群体是指在没有人为干预下自然形成的群体，如野生种、地方品种、自然变异群体等。这些群体通常具有丰富的遗传变异和复杂的遗传结构，对于研究作物的适应性、抗逆性和产量等性状的遗传基础非常有用。此外，自然群体还可以用于发现和克隆稀有或特殊的QTL。
五、基于基因组的作图群体
随着基因组学技术的发展，基于基因组的作图群体越来越受到重视。这种群体可以通过重测序技术获得大量的SNP（单核苷酸多态性）标记，并利用这些标记构建高密度的遗传图谱。这种图谱可以用于精细定位和克隆QTL，以及研究基因组中的结构变异和非编码区基因组。
2、QTL分析的具体步骤
（1）数据采集：收集作物的基因型和表型数据。基因型数据可以通过高通量测序技术获得，而表型数据则可以通过田间试验和室内分析等方法获得。
（2）作图：利用作图软件将基因型和表型数据组装成图，以展示它们之间的关系。常用的作图软件包括QTL Cartographer、QTL IciMapping等。
原理
1、QTL的概念及定义
QTL是指作物基因组中控制数量性状的基因座位，它们可以通过影响表型变异来影响作物的农艺性状。QTL通常分为两类：主效QTL和微效QTL。主效QTL是指对表型变异起主要作用的QTL，而微效QTL则是指对表型变异起较小作用的 QTL。

我国蔬菜作物基因组研究与分子育种

中国农业科技导报,2010,12(2):24-27Journal of Agricultural Science and Technol ogy　收稿日期:2010201215;修回日期:2010203210　基金项目:“十一五”国家科技支撑计划项目(2006BAD01A07)资助。

　作者简介:杜永臣,研究员,博士,博士生导师,主要从事番茄遗传育种和抗逆生物学研究。

E 2mail:yongchen .du@mail .caas .net .cn 编者注:本文为首届中国(博鳌)农业科技创新论坛大会报告,经作者整理而成。

我国蔬菜作物基因组研究与分子育种杜永臣,　王晓武,　黄三文(中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京100081)摘　要:我国是世界蔬菜生产大国,也是蔬菜种子销量大国,蔬菜的育种与推广非常重要。

分析了我国蔬菜育种的优势和面临的挑战,综述了蔬菜基因组学和分子育种方面的研究进展,对“十二五”期间蔬菜研究的发展进行了展望。

关键词:蔬菜;基因组学;分子育种do i:10.3969/j .issn .100820864.2010.02.05中图分类号:S63.603.6 文献标识码:A 文章编号:100820864(2010)022*******Veget able Crops Genom i cs Research and M olecul arBreed i n g i n Ch i n aDU Yong 2chen,WANG Xiao 2wu,HUANG San 2wen(I nstitute of Vegetables and Fl owers,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China )Abstract:China is the largest vegetable p r oducing country in the world and als o has big vegetable seed sales volu me .Vegetable cr op s breeding and p r omoti on are very i m portant .This paper analyzes the advantages of vegetable cr op s breeding in China and the challenges facing us;expounds the research p r ogressmade in vegetable cr op s genom ics and molecular breeding;p r os pects the devel opment of vegetables research during the t w elfth “Five Years Plan ”peri od .Key words:vegetable;genom ics;molecular breeding 我国是世界蔬菜生产大国,2009年全国蔬菜生产播种面积比2008年略有增加,达到1820亿h m 2,增加1.8%,总产量约6亿t 。

大白菜回交导入系群体构建及其遗传分析

园　艺　学　报　2009,36(9):1305-1310Acta Horticulturae Sinica收稿日期:2009-05-20;修回日期:2009-07-17基金项目:国家‘863’计划项目(2006AA100108);中国农业科学院作物科学研究所中央级公益性科研院所科研业务费专项3通讯作者Author f or corres pondence (E 2mail:W ujian@caas 1net 1cn )大白菜回交导入系群体构建及其遗传分析汪骞1,2,和江明3,林良斌1,庄木2,王艳2,王晓武2,武剑23(1云南农业大学农学与生物技术学院,昆明650201;2中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京100081;3云南省农业科学院园艺作物研究所,昆明650205)摘　要:利用大白菜栽培品种的DH 系Z16和白菜型油菜自交系L144杂交的F 1获得包括119个株系的DH 群体。

用相同亲本的F 1与Z16进行独立回交,利用25个独立回交的BC 2分别得到这些株系的DH 系,选择每个BC 2的4～6个DH 系构建121个株系的B I L 群体。

进一步利用SSR 和SRAP 标记构建了DH 群体遗传图谱,由10个连锁群组成,包括245个分子标记,总长度714c M ,平均遗传图距219c M 。

再以此图谱为参照,用锚定在染色体上的97个SSR 标记研究供体亲本L144的染色体片段在B I L 群体中覆盖基因组比率。

在B I L 群体中来源于L144的基因组片段占0184%～35100%,平均为11131%,接近理论遗传预期值12150%。

在25个BC 2的B I L 株系中供体亲本L144等位位点占1169%～27136%,平均为11103%。

关键词:大白菜;遗传图谱;DH 群体;B I L 群体中图分类号:S 63411文献标识码:A文章编号:05132353X (2009)0921305206The D evelopm en t of Backcross I n trogressi on L i n es (B I L s)and Geneti c Ana lysis for B rassica cam pestrisWANG Q ian1,2,HE J iang 2m ing 3,L I N L iang 2bin 1,ZHUANG Mu 2,WANG Yan 2,WANG Xiao 2wu 2,andWU J ian23(1College of A grono m y and B iotechnology,Yunnan A gricultural U niversity,Kunm ing 650201,China;2Institute of V egetables andFlo w ers,Chinese A cade m y of A gricultural Sciences,B eijing 100081,China;3Institute of Horticulture,Yunnan A cade m y of A gri 2cultural Sciences,Kunm ing 650205,China )Abstract:This paper reported the genetic structure analysis f or a backcr oss intr ogressi on lines (B I L s )of B rassica cam pestris L.based on a genetic linkage map constructed using a doubled hap l oid (DH )popula 2ti on .the B I L s populati on with 121lines derived fr om a cr oss bet w een a DH line of a commercial F 1(Z16)and an oil 2type B.cam pestris inbred line (L144),which was devel oped by t w ice consecutively backcr ossing using Z16as a reci p ient parent .The characteristics of intr ogressi on of L144in B I L s was analyzed using 97SSR markers mapped on the DH genetic map.The results showed that the variati on of percentage of the donor parent (L144)genome p resenting in the B I L s was fr om 0184%t o 35100%,with an average of 11131%,consistent with the theoretical expectati on of 12150%.The percentage of the donor parent (L144)alleles p resenting in the 25BC 2of B I L p lants ranged fr om 1169%t o 27136%,and the average rati o was 11103%.Key words:B rassica cam pestris ;genetic map;double hap l oid populati on;backcr oss intr ogressi on lines有关白菜遗传图谱的构建,以往大多是利用亚种及品种间F 2群体、DH 群体及R I L 群体(Song et al .,1991;Kole et al .,1996;Zhang et al .,2006),但利用回交导入系(Backcr oss intr ogressi on L ines,B I L s )群体构建遗传图谱在芸薹属植物中尚未见报道。

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ｓｉｓｏｆＱＴＬｏｆｔｉｐｂｕｒｎｉｎＣｈｉｎｅｓｅ．Ｔｈｅｍａｐｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂａｓｅｄｏｎ７４ＩｎＤｅｌｓｍａｒｋｅｒｓａｎｄ３７ＳＳＲｓｍａｒｋｅｒｓｕｓｉｎｇ
ｇｒｏｕｐｓ，ｉｎｃｌｕｄｅｄ１０８ｇｅｎｅｔｉｃｍａｒｋｅｒｓａｎｄｃｏｖｅｒｅｄ１００４．７ｃＭｗｉｔｈａｎａｖｅｒａｇｅｄｉｓｔａｎｃｅｏｆ９．３０ｃＭ．Ｔｈｅｍａｐ
，
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＴｉａｎｊｉｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３８７，Ｃｈｉｎａ；２．ＴｉａｎｊｉｎＫｅｒｎｅｌＶｅｇｅｔａｂｌｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３８４，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ
ＤＮＡｓａｍｐｌｅｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍａｄｏｕｂｌｅｄｈａｐｌｏｉｄｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｍｉｅｒｏｓｐｏｒｅｃｕｌｔｕｒｅｆｒｏｍｔｈｅＦｌｂｅｔｗｅｅｎ
谱。利用ＪｏｉｎＭａｐ４．０软件，初步构建了一张覆盖基因组长度为１００４．７ｃＭ、平均图距为９．３０ｃＭ的大白菜遗传连锁图，该图谱包含１２个连锁群、１０８个标记位点。该图谱能有效地用于大白菜干烧心ＱＴＬ定位。关键词：大白菜；干烧心病；ＤＨ群体；遗传图谱中图分类号：￥６３４．０３文献标识码：Ａ文章编号：１０００— ７０９１（２０１５）０２— ０１５６— ０５
ｔｗｏｈｏｍｏｚｙｇｏｕｓｐａｒｅｎｔｓ：Ｂ１２０ａｎｄＢｌａｃｋ２２７．ＢｙｕｓｉｎｇＪｏｉｎＭａｐ４．０ｓｏｆｔｗａｒｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｍａｐｃｏｎｓｉｓｔｅｄ１６６８／ｈｂｎｘｂ．２０１５．０２．０２８
ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇＧｅｎｅｔｉｃＬｉｎｋａｇｅＭａｐｏｆＣｈｉｎｅｓｅＣａｂｂａｇｅ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｍｏｌｅｃｕｌａｒｇｅｎｅｔｉｃｍａｐｏｆＣｈｉｎｅｓｅｃａｂｂａｇｅｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ，ｗｈｏｓｅａｉｍｔｈａｔｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙ－
ｗｉｔｈＤｏｕｂｌｅＨａｐｌｏｉｄ（ＤＨ）Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
ＬＩＵＪｕｎ — ｆｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＢｉｎ，ＬＩＭｅｉ，ＬＩＵＬｉ。ＷＥＮＦｅｎｇ — ｙｉｎｇ
华北农学报・２０１５，３０（２）：１５６－１６０＾ｎ－＾刚髓一 — ＿ ■
０
剁删 ●＝篁雠
兰善
利用ＤＨ群体构建大白菜分子遗传图谱
刘俊峰，张斌，李梅，刘莉，闻凤英
（１．天津师范大学生命科学学院，天津３００３８７；２．天津科润蔬菜研究所，天津３０００７２）３００３８４；３．天津大学环境科学与工程学院，天津
摘要：构建大白菜分子遗传图谱，为大白菜干烧心ＱＴＬ定位和分析奠定基础。以大白菜感病品种Ｂ１２０和大白菜抗病品种黑２２７为亲本建立的ＤＨ系为作图群体，基于所筛选出的７４对ＩｎＤｅｌ标记和３７对ＳＳＲ标记构建分子遗传图