学通第51卷第19期2006年10月 评述 在增加重组机会方面，目前有几种策略，高代互 标记.若目标区段的DNA序列已知，如有大量的 选择表 EST或BAC的DNA序列，设计新的SSR标记是笔 易的。此外，若有大量可供利用的染色体片段缺失豸 selection and backcross RSB 高代回交系 (advanced backeross line.ABL) 育成品种群体 等.AL是通过F-代两两个体间相互杂交使重组率 由于水稻等DNA全序列测定的完成在目标区 增加，以提高QTL定位精度，如血浆胆周醇浓度 间寻找控制日标性状的候选基因应当是不难的.这 QTL精细定位.若只选择分离群体中对QTL定位 为数量性状基因研究进入分子水平奠定了基础， 信息量大的重组个体，显然会使重组频率增加，这就 是选择表型的思想 .Janninkl通过计算机模拟证实 3 动态性状的QTL定位 了两种选择方案的优越性.Weight认为，大效应的 动态性状是生物体在生长发育过程中随时间变 QTL可通过轮回回交与选择来积累紧密连锁座位间 化的数量性状，也称为发育性状9、无限维特征 的重组，即QTL及其附近区域在不同系间仍保持分 函数值性状和纵向性状等.动态性状QTL定位 离其他区墙趋近轮回辛本这就是RB后来 方法一般分3类6,9：(i)将不同时间点表型观测信 H获得了在RSB中对非轮回亲本表型进行定向 (或时间间隔表剂观测值增量)视为相同性状的重复 选择后的OT频率.最近，LUo等人4，构建了RSB 测定值.在重复观测值框架下依次分析该性状：（ⅱ 的QTL精细作图的理论方法，并已精细定位并克隆 将不同时间点观测值视为不同性状，由多变量方法 了酵母乙醇耐受性的主效基因A5G ABL就是没 分析该性状：（）拟合时间点与表型现测值的数 右室洗择的RSB 模别.用多变量方法分析模刑参数 QTLL等人将 与选择表型相结合 相应的QTL定位方 在不同 法，众所周知，新品种的培有是有种家有意识地重组 松树苗 优良基因的过程， 说明中。 成品 种构成群体的 老鼠体雨 的若于 频率比较高， 不同的 果所证实 析 两时 点的 其结果也是 利用次级分 离群体也无 定位的主 以的 类方法分析动态性状可能 不是最优的，可采用多性状QTL定位方法 精细定1 类方法. 不过 随着观测时间点数的增加， 变量维麦 采用 E 和参数个数都会增加.增加了计算载荷.因而该方边 有时也是重要的 本后 适合于时间点数较少的情形.但是， 若时间点数少 往往又不能准确地刻划性状动态变化过程 为减 比较高 变量维数，可用主成分方法获得主要的综合变量 关键是 )构建稳定 的近等基因系 段的代换系 但是，多个时间点表型观测值的线性组合（综合变量） 或渗 的牛物学管义有时品不清的我门知首箱着时间占 至90,91 建 的增加表型观俏与时间的曲线可能是一 大小有关。常用的方法是用高代回 ,该曲线可用生长曲线等数学模型来描述因此 也可直接在同一群体相同家 内中选择OTL近等基因系还可节约时间：（ⅱ） 获得近等基因系（或代换系）与野生型杂交的分离群 的关系 托付右生物学音义的刑参进行多性 体：（ⅷ）获得目标区间与目标基因紧密连链的分子 T定位便且有实际生物学管义 在这个意义上说 3类方法品最优的 在实际 最先使用 )林飞万琴、程利同，等蒸于分高亚释体0T定位的模拟研究。遗传待发表 2226 www.scichina.com第 51 卷 第 19 期 2006 年 10 月 评 述 2226 www.scichina.com 在增加重组机会方面, 目前有几种策略: 高代互 交系(advanced intercross line, AIL)[70,71]、选择表型 (selective phenotyping)、轮回选择与回交系(recurrent selection and backcross, RSB)[72~75] 、高代回交系 (advanced backcross line, ABL)[76]、育成品种群体[77] 等. AIL 是通过 Ft−1 代两两个体间相互杂交使重组率 增加, 以提高 QTL 定位精度, 如血浆胆固醇浓度 QTL 精细定位[78]. 若只选择分离群体中对 QTL 定位 信息量大的重组个体, 显然会使重组频率增加, 这就 是选择表型的思想. Jannink[79]通过计算机模拟证实 了两种选择方案的优越性. Weight[72]认为, 大效应的 QTL 可通过轮回回交与选择来积累紧密连锁座位间 的重组, 即 QTL 及其附近区域在不同系间仍保持分 离, 其他区域趋近轮回亲本. 这就是 RSB. 后 来, Hill[73]获得了在 RSB 中对非轮回亲本表型进行定向 选择后的 QTL 频率. 最近, Luo 等人[74,75]构建了 RSB 的 QTL 精细作图的理论方法, 并已精细定位并克隆 了酵母乙醇耐受性的主效基因 ASG1[80]. ABL 就是没 有实施选择的 RSB, 为作物 QTL 精细定位的常用策 略, 已用于精细定位番茄果重 QTL[81]. Li 等人[82]将 ABL 与选择表型相结合, 提出了相应的 QTL 定位方 法. 众所周知, 新品种的培育是育种家有意识地重组 优良基因的过程, 说明由育成品种构成群体的重组 频率比较高, 因而可用来高解析地定位 QTL. 这为 Zhang 等人[77]的结果所证实. 利用次级分离群体也是 QTL 精细定位的主要手 段之一. 它已应用于水稻抽穗期[83~85]、分蘖角度[86]、 矮秆[87]、油菜芥酸[88]等性状的 QTL 精细定位. 可以 发现, 这些研究都采用了大样本和目标区段高密度 分子标记图谱, 不过, 对重组个体的大样本后裔鉴定 有时也是重要的[65]. 为节约费用, 可用分离亚群 体[87], 其精度也比较高1). 利用次级分离群体的技术 关键是: (ⅰ) 构建稳定的突变体[86,89]或单 QTL[76,83,88] 的近等基因系或染色体单片段的代换系(或渗入 系) [90,91]. 不过, 构建近等基因系的方法与 QTL 效应 大小有关. 常用的方法是用高代回交法[76,92]. 但是, 当 QTL 效应较大时, 也可直接在同一群体相同家系 内中选择 QTL 近等基因系[88,92], 还可节约时间; (ⅱ) 获得近等基因系(或代换系)与野生型杂交的分离群 体; (ⅲ) 获得目标区间与目标基因紧密连锁的分子 标记. 若目标区段的 DNA 序列已知, 如有大量的 EST 或 BAC 的 DNA 序列, 设计新的 SSR 标记是容 易的. 此外, 若有大量可供利用的染色体片段缺失系, 通过互补检验也可精细定位 QTL. 这时, 需要个体数 较少[64]. 由于水稻等 DNA 全序列测定的完成, 在目标区 间寻找控制目标性状的候选基因应当是不难的. 这 为数量性状基因研究进入分子水平奠定了基础. 3 动态性状的 QTL 定位 动态性状是生物体在生长发育过程中随时间变 化的数量性状, 也称为发育性状[93]、无限维特征[94]、 函数值性状[95]和纵向性状[96]等. 动态性状 QTL 定位 方法一般分 3 类[96,97]: (ⅰ) 将不同时间点表型观测值 (或时间间隔表型观测值增量)视为相同性状的重复 测定值, 在重复观测值框架下依次分析该性状; (ⅱ) 将不同时间点观测值视为不同性状, 由多变量方法 分析该性状; (ⅲ) 拟合时间点与表型观测值的数学 模型, 用多变量方法分析模型参数. 第 1 类方法最简单. 用常规的 QTL 定位方法分 别分析不同时间点的资料, 在不同时间点上定位了 控制水稻分蘖数[98], 松树苗直径、株高和体积[99]以及 老鼠体重[100]的若干 QTL, 揭示出不同发育阶段可能 存在不同的基因. 同时, 若用 Zhu[93]提出的条件 QTL 定位方法分析两时间点的净效应时, 其结果也是相 似的[101,102]. 因而, 用第 1 类方法分析动态性状可能 不是最优的, 可采用多性状 QTL 定位方法[46], 即第 2 类方法. 不过. 随着观测时间点数的增加, 变量维数 和参数个数都会增加, 增加了计算载荷. 因而该方法 适合于时间点数较少的情形. 但是, 若时间点数少, 往往又不能准确地刻划性状动态变化过程. 为减少 变量维数, 可用主成分方法[103]获得主要的综合变量. 但是, 多个时间点表型观测值的线性组合(综合变量) 的生物学意义有时是不清的. 我们知道, 随着时间点 的增加, 表型观测值与时间的曲线可能是一平滑曲 线, 该曲线可用生长曲线等数学模型来描述. 因此, 利用生长曲线等数学模型来拟合表型观测值与时间 的关系, 并对有生物学意义的模型参数进行多性状 QTL 定位便具有实际生物学意义. 在这个意义上说, 第 3 类方法是最优的. 在实际应用中, 最先使用的是 1) 林飞, 万素琴, 程利国, 等. 基于分离亚群体 QTL 定位的模拟研究. 遗传(待发表)