一種水稻選擇導(dǎo)入系qtl的定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水稻分子育種和分子遺傳學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種水稻選擇導(dǎo)入系QTL的定位方法，尤其涉及一種利用水稻目標(biāo)性狀選擇導(dǎo)入系定位目標(biāo)性狀QTL的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近幾十年來，利用來自雙親構(gòu)建的重組自交系、單雙倍體、回交后代及單片段代換 系等分離群體定位了大量與水稻籽粒產(chǎn)量和抗旱等復(fù)雜性狀的數(shù)量性狀基因座（QTL)，對 深入了解這些復(fù)雜性狀的遺傳機(jī)理起了很大的促進(jìn)作用。但以往對水稻QTL定位研宄存 在以下主要缺陷：一是來自兩個親本構(gòu)建的遺傳分離群體，只能比較兩個親本等位基因的 相對好壞，無法剖析QTL的等位基因多樣性，因而無法為分子育種提供最佳有利等位基因； 二是無法排除分離群體的隨機(jī)遺傳背景對QTL定位的干擾，造成同一性狀的QTL在不同遺 傳背景中表現(xiàn)不一；三是QTL定位群體與育種群體相脫節(jié)，由于QTL表達(dá)受遺傳背景影響， 利用定位群體獲得的QTL信息難以指導(dǎo)育種群體的遺傳改良；四是包括水稻抗旱在內(nèi)的抗 逆性與植株生長發(fā)育時期有關(guān)，分離群體中個體間的生育期差異使得逆境脅迫時間難以統(tǒng) 一，從而增加表型精準(zhǔn)鑒定的難度，最終影響QTL定位的準(zhǔn)確性。
[0003] 為了解決QTL定位與育種實踐相脫節(jié)的問題，Tanksley等（1996)提出了AB-QTL研宄思路，利用種質(zhì)資源回交導(dǎo)入到優(yōu)良品種背景構(gòu)建遺傳背景基本一致的導(dǎo)入系群體定 位QTL，再將定位到的QTL有利等位基因通過標(biāo)記輔助選擇改良輪回親本品種，做到QTL發(fā) 掘與育種相結(jié)合，在QTL發(fā)掘與利用上取得了一定的成功。然而AB-QTL仍然存在作圖群體 過大、作圖親本等位基因變異度有限（仍為雙親本群體）等缺陷。為有效克服高產(chǎn)、抗旱等 復(fù)雜性狀QTL表達(dá)的遺傳背景效應(yīng)，把種質(zhì)資源有利基因挖掘與品種改良有機(jī)地結(jié)合在一 起，Li等（2005)提出將種質(zhì)資源導(dǎo)入優(yōu)良品種背景培育目標(biāo)性狀選擇導(dǎo)入系，將性狀QTL 定位與品種改良相結(jié)合的新策略。
[0004] 與傳統(tǒng)采用大的（通常是200個個體左右）隨機(jī)分離群體定位QTL不同，目標(biāo)性 狀選擇導(dǎo)入系是從一個隨機(jī)回交導(dǎo)入群體經(jīng)過目標(biāo)性狀鑒定，選擇在目標(biāo)性狀上顯著優(yōu)于 輪回親本的表型極端株系形成一個目標(biāo)性狀選擇導(dǎo)入系群體，一般群體大小在20-50個株 系。這些選擇導(dǎo)入系遺傳背景與輪回親本相似，但在目標(biāo)性狀上顯著優(yōu)于輪回親本，不僅可 以用于目標(biāo)性狀的QTL定位，而且是實現(xiàn)目標(biāo)QTL聚合的理想育種材料。選擇導(dǎo)入系由于 群體較小，群體內(nèi)目標(biāo)性狀的變異度小，對目標(biāo)性狀QTL定位功效帶來很大影響。為此，我 們開發(fā)了采用卡方檢測全基因組標(biāo)記偏分離的方法定位QTL，但仍然由于單個選擇群體偏 小，存在定位到假陽性QTL偏多的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水稻選擇導(dǎo)入系QTL的定位 方法，將同一輪回親本背景下不同供體來源的目標(biāo)性狀選擇導(dǎo)入系進(jìn)行基因型合并，并利 用合并后的群體作為原始QTL的定位群體。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種水稻選擇導(dǎo)入系QTL的定位方 法，該方法包括如下步驟：
[0007] 1)選擇導(dǎo)入系群體構(gòu)建
[0008] 選用不同水稻品種為供體分別與同一輪回親本雜交，構(gòu)建雜交后代，然后所述的 雜交后代分別與輪回親本連續(xù)回交兩次得到對應(yīng)隨機(jī)群體；
[0009] 2)選擇導(dǎo)入系群體篩選
[0010] 以所述的輪回親本為對照，在特定目標(biāo)性狀篩選條件下鑒定上述對應(yīng)隨機(jī)群體的 目標(biāo)性狀，將每個群體中目標(biāo)性狀顯著優(yōu)于輪回親本的個體作為目標(biāo)性狀的選擇導(dǎo)入系入 選，形成對應(yīng)的目標(biāo)性狀選擇導(dǎo)入系群體；
[0011] 3)選擇導(dǎo)入系群體基因型鑒定
[0012] 采用CTAB法提取上述2)中對應(yīng)目標(biāo)性狀選擇導(dǎo)入系群體所有個體的DNA，進(jìn)行 SSR標(biāo)記鑒定；
[0013] 4)選擇導(dǎo)入系群體QTL定位
[0014] 采用馬可夫鏈原理將上述3)中來源于不同隨機(jī)群體中的相同目標(biāo)性狀的選擇導(dǎo) 入系群體通過基因型合并，并利用合并后的群體作為原始QTL的定位群體，比較定位群體 與相同世代的隨機(jī)對照群體所有標(biāo)記位點的頻率偏分離，對選擇導(dǎo)入系群體利用Wald統(tǒng) 計檢測合并后群體的偏分離來定位目標(biāo)性狀QTL。
[0015] 進(jìn)一步，所述的特定性狀條件下為在旱脅迫下鑒定抗旱性或在正常水田條件下鑒 定高產(chǎn)性。
[0016] 本發(fā)明的技術(shù)特點如下：
[0017] 由于本發(fā)明中所述的4套抗旱選擇導(dǎo)入系群體的基因型數(shù)據(jù)不同，簡單的個體合 并不能夠得到一套完整的定位群體。為了克服這一困難，我們采用馬可夫鏈的原理，利用條 件概率估算出每一套選擇導(dǎo)入系群體中缺失位點不同基因型的概率值。馬可夫鏈?zhǔn)怯靡粋€ 條件分布來表不：P(Xn+l|Xn)，即用n時刻的狀態(tài)來估計n+1時刻的狀態(tài)。在分子標(biāo)記填補(bǔ) 中的應(yīng)用就是：利用已知位點的基因型信息來估計相鄰位點的基因型信息。計算公式為：
[0018] K=1 …-
【主權(quán)項】
1. 一種水稻選擇導(dǎo)入系QTL的定位方法，其特征在于，該方法包括如下步驟： 1) 選擇導(dǎo)入系群體構(gòu)建 選用不同水稻品種為供體分別與同一輪回親本雜交，構(gòu)建雜交后代，然后所述的雜交 后代分別與輪回親本連續(xù)回交兩次得到對應(yīng)隨機(jī)群體； 2) 選擇導(dǎo)入系群體篩選 以所述的輪回親本為對照，在特定目標(biāo)性狀篩選條件下鑒定上述對應(yīng)隨機(jī)群體的目標(biāo) 性狀，將每個群體中目標(biāo)性狀顯著優(yōu)于輪回親本的個體作為目標(biāo)性狀的選擇導(dǎo)入系入選， 形成對應(yīng)的目標(biāo)性狀選擇導(dǎo)入系群體； 3) 選擇導(dǎo)入系群體基因型鑒定 采用CTAB法提取上述2)中對應(yīng)目標(biāo)性狀選擇導(dǎo)入系群體所有個體的DNA，進(jìn)行SSR標(biāo) 記鑒定； 4) 選擇導(dǎo)入系群體QTL定位 采用馬可夫鏈原理將上述3)中來源于不同隨機(jī)群體中的相同目標(biāo)性狀的選擇導(dǎo)入系 群體通過基因型合并，并利用合并后的群體作為原始QTL的定位群體，比較定位群體與相 同世代的隨機(jī)對照群體所有標(biāo)記位點的頻率偏分離，對選擇導(dǎo)入系群體利用Wald統(tǒng)計檢 測合并后群體的偏分離來定位目標(biāo)性狀QTL。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水稻選擇導(dǎo)入系QTL的定位方法，其特征在于，所述的特 定目標(biāo)性狀篩選條件下為在旱脅迫下鑒定抗旱性或在正常水田條件下鑒定高產(chǎn)性。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水稻選擇導(dǎo)入系QTL的定位方法，該方法為選用不同的水稻品種為供體分別與同一輪回親本雜交，然后與輪回親本連續(xù)回交兩次得到隨機(jī)群體；采用馬可夫鏈原理將上述不同來源的隨機(jī)群體的相同目標(biāo)性狀的選擇導(dǎo)入系群體通過基因型合并；利用上述來源于不同組合的隨機(jī)群體中的目標(biāo)性狀導(dǎo)入系合并群體作為原始定位群體，比較定位群體與相同世代的隨機(jī)對照群體所有標(biāo)記位點的頻率偏分離，對選擇導(dǎo)入系群體利用Wald統(tǒng)計檢測合并后群體的偏分離來定位目標(biāo)性狀QTL。本發(fā)明方法適用于利用高產(chǎn)、抗旱等目標(biāo)性狀選擇導(dǎo)入系群體定位高產(chǎn)、抗旱性狀QTL，并利用分子標(biāo)記對這些基因進(jìn)行輔助選擇聚合育種。
【IPC分類】C12Q1-68, A01H1-02, A01H1-04
【公開號】CN104830967
【申請?zhí)枴緾N201510104118
【發(fā)明人】徐建龍, 黎志康, 崔彥茹, 張帆, 徐士忠
【申請人】中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年3月10日