[发明专利]基于RIL群体的扩展三向测交设计QTL作图法

说明书

技术领域

本发明属于植物数量遗传学领域，具体涉及基础群体为重组自交系(RIL)群体的扩展三向测交设计(aTTC,augmentedtriple-test crossdesign)QTL作图法。

背景技术

利用杂种优势可显著提升农作物产量，NCIII设计(north Carolina design III)和TTC设计(triple-test crossdesign)是研究杂种优势的两种优良遗传设计，广泛应用于农作物杂种优势QTL分析。NCIII设计包含基础作图群体(如重组自交系RIL、加倍单倍体DH、回交群体BC或F₂群体等)及其与两亲本分别回交的回交群体(分别记为L_1i、L_2i)。TTC设计则在NCIII设计的基础上，增加了基础作图群体与F₁测交的测交群体(记为L_3i)。NCIII或TTC设计的产生，使得所研究群体不再只限于两个纯系杂交的F₂代及其随机交配的衍生后代，而能适用于任意基因频率和基因型频率的群体，如RIL、DH和BC群体等，以及以这些群体为“基本群体”衍生的群体。NCIII或TTC设计一方面能够检测上位性效应的存在，另一方面是能更为有效地检测显性变异分量均值或显性效应。

2011，何小红等(He Xiaohong et al.,2011,PLoS ONE,6(9)：e24575)发展了TTC设计QTL作图法，主要包含两步：第一步是将所有的增广主效和互作效应纳入统一的遗传模型中，根据L_1i、L_2i和L_3i的转换公式，通过实验贝叶斯方法(empirical Bayes approach)，获得QTL的增广主效、增广互作效应和三种纯合互作效应的估计值；第二步是根据第一步获得的部分纯互作效应、增广主效和增广互作效应，根据由L_1i、L_2i和L_3i推导的若干公式，再计算各QTL位点的纯主效和互作效应。2012年，何小红等(He Xiaohong et al.2012，Chin Sci Bull July，57(21)2655-2665)发展了NCIII设计的QTL作图法，类似于TTC设计的QTL作图法，将所有的增广主效和互作效应纳入统一的遗传模型中，根据L_1i、L_2i的转换公式，通过实验贝叶斯方法(empirical Bayes approach)，获得QTL的增广主效、增广互作效应的估计值，模拟数据结果表明其统计效率优于复合线性区间作图法(CIM)，且可以估计互作效应。然而，现有基于NCIII设计的QTL作图法中，QTL位点中检测的各遗传效应混合，无法明晰杂种优势的遗传机理。TTC设计的QTL作图法虽然可获得各位点纯合遗传效应，但相对NCIII设计，需增加基础群体与F₁代杂交所获得的测交群体，需增加一定的人力、物力、财力及时间。

aTTC设计包含L_1i、L_2i，L_3i以及基础作图群体自交一代获得的L_4i，以RIL群体为基础作图群体的aTTC设计中，L_4i与RIL的遗传期望值一致，在进行QTL定位时直接用RIL代替L_4i，即此时aTTC与NCIII设计中涉及的材料一致，无需增加杂交工作量。现已有大量的NCIII遗传交配设计下的QTL定位文章发表，不同的材料或不同的QTL定位法，如区间作图法、复合区间作图法、多区间作图法、贝叶斯回归法等，结果有差异大，虽然这些结果可互为补充，但由于各位点遗传效应混合，无法明确比较各位点的纯遗传效应。为充分挖掘现有NCIII设计下数据集的信息，发展一种具有较高检测效率并能从多方面获得各位点的纯遗传效应的QTL作图法对扩充丰富遗传交配设计内容，更好地研究作物杂种优势遗传基础具有很大的意义。

发明内容