復(fù)雜性狀遺傳分析方法研究及其軟件開(kāi)發(fā).pdf

1、浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院博士學(xué)位論文復(fù)雜性狀遺傳分析方法研究及其軟件開(kāi)發(fā)姓名：楊劍申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：作物遺傳育種（生物信息學(xué)與數(shù)量遺傳）指導(dǎo)教師：朱軍20080427計(jì)檢測(cè)QTL和上位性的功效和假發(fā)現(xiàn)率，并通過(guò)實(shí)例分析(水稻產(chǎn)量和小鼠腦重)來(lái)驗(yàn)證方法的有效性。結(jié)果表明大部分的QTL位點(diǎn)都表現(xiàn)出一因多效性，而QTL之間的互作則往往對(duì)于不同的性狀而表現(xiàn)不同。對(duì)于不同的性狀，環(huán)境變異占表現(xiàn)型變異的比例有很大的差異。3)基于芯片的高通量

2、基因型檢測(cè)方法的發(fā)展，如DArT(多態(tài)芯片技術(shù))和SNP(單核苷酸多態(tài))，為大規(guī)模增加遺傳定位群體提供了重要機(jī)遇。本研究提出了一種基于DArT基因型檢測(cè)系統(tǒng)的QTL定位策略。利用一個(gè)DH群體構(gòu)建了SSR標(biāo)記(簡(jiǎn)單重復(fù)序列)的低密度連鎖圖譜，并利用該DH群體的一個(gè)子群體構(gòu)建了結(jié)合DArT標(biāo)記和SSR標(biāo)記的高密度連鎖圖譜。分別利用低密度連鎖圖譜和全群體以及高密度連鎖圖譜和子群體對(duì)大麥網(wǎng)斑病進(jìn)行QTL定位分析，兩者都能定位到一對(duì)相互作用的主效

3、QTL。結(jié)果表明，高密度連鎖圖譜、小群體以及精確的表現(xiàn)值度量可以提高主效QTL定位的精確度，因此，可以通過(guò)DArT分子標(biāo)記來(lái)檢測(cè)大量子群體的基因型，從而提高QTL定位試驗(yàn)的效率。4)基于上述方法得到的QTL效應(yīng)信息，本項(xiàng)目把傳統(tǒng)的僅包括加性和顯性效應(yīng)的育種值擴(kuò)展到包括在各個(gè)環(huán)境下都穩(wěn)定表現(xiàn)的遺傳主效應(yīng)和在特定環(huán)境有特殊表現(xiàn)的環(huán)境互作效應(yīng)，并提出了一個(gè)逐步調(diào)整基因型的方法，可篩選集優(yōu)良基因型于一體的最優(yōu)基因型(最優(yōu)純系和最優(yōu)雜交種)，來(lái)預(yù)

4、測(cè)群體的遺傳改良潛力。對(duì)水稻單株粒重?cái)?shù)據(jù)的分析結(jié)果表明，預(yù)測(cè)得到的最優(yōu)純系和最優(yōu)雜交種都比雙親的F。世代有明顯的優(yōu)勢(shì)，而且這種優(yōu)勢(shì)很大程度上是由上位性效應(yīng)以及QTL與環(huán)境互作效應(yīng)貢獻(xiàn)的。5)在基因組對(duì)基因組假設(shè)前提下，本研究提出了一個(gè)同時(shí)整合宿主和病原菌遺傳信息的遺傳模型，用于檢測(cè)宿主和病原菌基因組上控制宿主抗病性狀的QTL位點(diǎn)，以及宿主和病原菌之間的QTL互作。將候選的分子作為背景控制，通過(guò)一維基因組掃描方法同時(shí)檢測(cè)宿主和病原菌基因組

5、上的主效QTL位點(diǎn)，然后通過(guò)二維基因組掃描方法檢測(cè)宿主和病原菌基因組內(nèi)的上位性以及宿主和病原菌基因組間的QTL互作。在檢測(cè)主效QTL和互作QTL的過(guò)程中，都采用Permutation技術(shù)來(lái)控制試驗(yàn)水平的假陽(yáng)性率，并通過(guò)蒙特卡羅模擬驗(yàn)證模型和方法的有效性和可靠性。模擬結(jié)果表明，該方法能較好的估計(jì)模型中的各項(xiàng)遺傳參數(shù)，并有足夠的統(tǒng)計(jì)功效來(lái)檢測(cè)主效QTL以及QTL間的互作。6)提出了鑒定差異表達(dá)基因的方法，該方法適用于包含單處理因素或雙處V1