[發明專利]基于RIL群體的擴展三向測交設計QTL作圖法

在審

• 申請號: 201710346769.2
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107169311A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 李蘭芝;孫叢葦
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學
• 主分類號: G06F19/20
• 分類號: G06F19/20
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113
• 代理人: 何為,袁穎華

技術領域

本發明屬于植物數量遺傳學領域，具體涉及基礎群體為重組自交系(RIL)群體的擴展三向測交設計(aTTC,augmentedtriple-test crossdesign)QTL作圖法。

背景技術

利用雜種優勢可顯著提升農作物產量，NCIII設計(north Carolina design III)和TTC設計(triple-test crossdesign)是研究雜種優勢的兩種優良遺傳設計，廣泛應用于農作物雜種優勢QTL分析。NCIII設計包含基礎作圖群體(如重組自交系RIL、加倍單倍體DH、回交群體BC或F₂群體等)及其與兩親本分別回交的回交群體(分別記為L_1i、L_2i)。TTC設計則在NCIII設計的基礎上，增加了基礎作圖群體與F₁測交的測交群體(記為L_3i)。NCIII或TTC設計的產生，使得所研究群體不再只限于兩個純系雜交的F₂代及其隨機交配的衍生后代，而能適用于任意基因頻率和基因型頻率的群體，如RIL、DH和BC群體等，以及以這些群體為“基本群體”衍生的群體。NCIII或TTC設計一方面能夠檢測上位性效應的存在，另一方面是能更為有效地檢測顯性變異分量均值或顯性效應。

2011，何小紅等(He Xiaohong et al.,2011,PLoS ONE,6(9)：e24575)發展了TTC設計QTL作圖法，主要包含兩步：第一步是將所有的增廣主效和互作效應納入統一的遺傳模型中，根據L_1i、L_2i和L_3i的轉換公式，通過實驗貝葉斯方法(empirical Bayes approach)，獲得QTL的增廣主效、增廣互作效應和三種純合互作效應的估計值；第二步是根據第一步獲得的部分純互作效應、增廣主效和增廣互作效應，根據由L_1i、L_2i和L_3i推導的若干公式，再計算各QTL位點的純主效和互作效應。2012年，何小紅等(He Xiaohong et al.2012，Chin Sci Bull July，57(21)2655-2665)發展了NCIII設計的QTL作圖法，類似于TTC設計的QTL作圖法，將所有的增廣主效和互作效應納入統一的遺傳模型中，根據L_1i、L_2i的轉換公式，通過實驗貝葉斯方法(empirical Bayes approach)，獲得QTL的增廣主效、增廣互作效應的估計值，模擬數據結果表明其統計效率優于復合線性區間作圖法(CIM)，且可以估計互作效應。然而，現有基于NCIII設計的QTL作圖法中，QTL位點中檢測的各遺傳效應混合，無法明晰雜種優勢的遺傳機理。TTC設計的QTL作圖法雖然可獲得各位點純合遺傳效應，但相對NCIII設計，需增加基礎群體與F₁代雜交所獲得的測交群體，需增加一定的人力、物力、財力及時間。

aTTC設計包含L_1i、L_2i，L_3i以及基礎作圖群體自交一代獲得的L_4i，以RIL群體為基礎作圖群體的aTTC設計中，L_4i與RIL的遺傳期望值一致，在進行QTL定位時直接用RIL代替L_4i，即此時aTTC與NCIII設計中涉及的材料一致，無需增加雜交工作量。現已有大量的NCIII遺傳交配設計下的QTL定位文章發表，不同的材料或不同的QTL定位法，如區間作圖法、復合區間作圖法、多區間作圖法、貝葉斯回歸法等，結果有差異大，雖然這些結果可互為補充，但由于各位點遺傳效應混合，無法明確比較各位點的純遺傳效應。為充分挖掘現有NCIII設計下數據集的信息，發展一種具有較高檢測效率并能從多方面獲得各位點的純遺傳效應的QTL作圖法對擴充豐富遺傳交配設計內容，更好地研究作物雜種優勢遺傳基礎具有很大的意義。

發明內容