在农业研究领域,尤其是大宗作物、家畜、家禽等的育种工作中,新种质培育和优异性状等位基因的定位与克隆,一直是科研工作者攻关的重要方向之一。遗传育种经历过数个阶段,如早期人工选择、杂交育种等,进入新世纪以后基因测序技术方兴未艾,在当前主要是以大的分化群体、结合高通量测序技术(NGS)和生物信息学分析方法,利用计算机手段定位目标性状关联基因组区域,进而开发连锁标记直至克隆基因,以应用于分子标记辅助育种(molecular-assistedselection,MAS)。
NGS测序基因定位方法,根据应用场景也对应了多种不同手段,遗传图谱基因定位则是其中应用较广的技术之一。遗传图谱(GeneticMap),狭义上应该属于一种基因组作图技术,即利用试验或测序手段开发的分子标记(如SNP、InDel、SSR等),根据标记间的重组概率计算遗传图距(1%重组率=1图距单位cM),继而确定它们在基因组中的位置并划分成不同连锁群(linkagegroup,LG,大致与染色体对应)。典型遗传图谱样式参见图1:
图1遗传图谱
遗传图谱基因定位技术,即通常针对遗传(家系)群体,合理挑选样本进行测序,开发分子标记、构建遗传图谱,进行数量性状基因座(quantitativetraitloci,QTL)定位的实验分析方法。遗传图谱QTL定位实验通常分为以下几步:
一,群体构建。遗传群体,或者叫家系群体,通常指由两个(或多个)表型存在显著差异的亲本,杂交后再连续自交,得到的包含数百(至数千)个株系、目标性状存在双向分离的后代集合。遗传群体的主要类型,包括F2(杂交子二代)、F2:3、回交群体(back-crossing,BC)、双单倍体群体(doublehaploid,DH)、重组自交系(re