分类： 群体遗传
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在动植物遗传育种中，通过连锁分析对数量性状位点（Quantitative trait locus,QTL）和质量性状基因进行定位，对于加速育种改良的进程具有重要的意义。

连锁分析是基于家系群体利用连锁的原理研究相关基因与遗传标记的关系的一种研究方法。根据基因在染色体上呈直线排列，不同基因相互连锁成连锁群的原理，即应用被定位的基因与同一染色体上另一基因或遗传标记相连锁的特点进行定位。

对于动植物群体，通常利用性状具有显著差异的两个亲本进行杂交，再通过自交、回交或者其他方式来构建家系群体。家系群体按照遗传稳定性划分可分为暂时性分离群体和永久性分离群体；如F1、F2、F3、BC等，这类群体中分离单位是个体，一经自交或近交，其遗传组成就会发生变化，无法永久使用，所以属于暂时性分离群体；如RIL、DH等，这类群体中分离单位是株系(或者叫株行)，不同株系间存在基因型的差异，而株系内个体间的基因型是相同且纯合的，自交不分离。这类群体通过自交或近交繁殖后，遗传组成不会改变，可永久使用，所以属于永久性分离群体。

 植物家系群体类型[1]
利用这些家系群体，基于高通量测序对群体进行基因分型，得到数以万计的SNP标记，构建高密度遗传图谱，用于定位控制重要农艺性状的QTL，是基因定位有效且常用的方法之一。
构建遗传图谱方案
遗传图谱QTL定位分析流程

各群体遗传图谱构建与QTL定位

1. F1群体遗传图谱

基于SNP的高密度遗传图谱构建及桃果实相关QTL和候选基因的鉴定[2]

发表期刊：BMC Plant Biology
影响因子：4.215
合作单位：西北农林科技大学
分析方法：SLAF遗传图谱
桃是一种具有重要经济价值的果树，也是用于基因组和遗传研究的蔷薇科模式物种。本研究通过亲本‘Shahong（SH）’和‘Hongfurong（HFR）’杂交后构建的包含202个子代的F1群体，利用SLAF-seq开发了遗传标记，并利用Highmap进行遗传图谱构建，最终上图标记7998个，8个连锁群的总图距为1098.79cM，平均图距为0.17cM。基于遗传图谱的结果对12个果实相关的性状进行QTL定位，共定位到90个相关的QTL，其中大部分QTL与之前报道的重叠，并获得了一些新的QTL，进一步筛选和坚定了大量果实相关性状的候选基因。并通过转录组分析和qRT-PCR验证了6个候选基因在亲本和代表性子代中的表达量差异。
图1 桃遗传图谱

图2 桃可溶性固形物含量（SSC）和果酸含量（FA）QTL定位

2.F2群体遗传图谱

基于高密度遗传图谱和BSA共定位油菜株高相关的候选基因 [3]

发表期刊：Genes Genomes Genetics
影响因子：3.154
合作单位：中国农业科学院油料研究所
分析方法：重测序遗传图谱+BSA

本研究在ZS11-HP（高）×sdw-e（矮，自然变异）构建的包含200个子代的F2群体中，分别挑选20株极高和极矮的材料进行混池构建，进行重测序，亲本测序深度为69.96×和69.62×，子代测序深度为32.82×和33.47×，进行BSA分析，通过SNP-index的方法定位到A10染色体上0 Mb-5.5 Mb, 6.0 Mb-12.0 Mb（11.5 Mb大小）的显著区间。同样利用该群体构建遗传图谱，对子代测序7.67×，依据基因型开发出4323个bin标记，利用Highmap构建了油菜的19条连锁群，总遗传距离为2026.52cM；又利用R/qtl的区间作图法（IM）和复合区间作图法（CIM）定位油菜株高性状的QTL位点，定位到3个主效QTL，其中qPHA10与BSA定位结果高度一致，显示出定位的可靠性。

图1 油菜高密度遗传图谱

       

图2 基于 IM和CIM的QTL定位结果

3.BC群体遗传图谱

QTL定位和转录组分析鉴定甜玉米果皮厚度的候选基因 [4]

发表期刊：BMC Plant Biology
影响因子：4.215
合作单位：华南农业大学
分析方法：SLAF遗传图谱    
果皮厚度是一个复杂的性状，是决定甜玉米食用品质的关键因素。本研究使用两个甜玉米品系M03（轮回亲本）和M08（供体亲本）构建了包含148个品系的甜玉米 BC4F3群体。构建了一个包含3876个SLAF标记的高密度遗传图谱，并用于定位果皮厚度的QTL。检测到14个果皮厚度相关的QTL，并在多年环境中检测到一个稳定的QTL（qPT10-5），解释了10号染色体上7.78-35.38%的表型变异。在qPT10-5的目标区域内发现了42个候选基因。此外，转录组分析显示，在这42个基因中，有5个基因在两个亲本之间存在差异表达。根据基因注释信息，三个基因可能被认为是果皮厚度的候选基因。本研究鉴定了甜玉米薄果皮品种的主要QTL和候选基因，这些结果为进一步的功能研究奠定了基础。

图1 甜玉米果皮厚度QTL定位

4.DH群体遗传图谱

花椰菜高密度遗传图谱构建及紫色萼片性状位点的鉴定 [5]

发表期刊：BMC Plant Biology

影响因子：4.215

合作单位：浙江省农业科学院

分析内容：SLAF遗传图谱

一些西兰花种质有紫色萼片，寒冷的天气会使紫色加深，而其他西兰花品系的萼片即使在寒冷的冬天也始终是绿色的。本研究中，对包含127个子代的DH群体进行SLAF测序并构建高密度遗传图谱。其中上图标记有6694个SLAF标记，平均测序深度为母本81.37×，父本84×，子代15.76×。在所有记录的表型数据中，确定了三个QTL，它们都分布在连锁群1（LG1）上。其中，位于36.393 cM LG1的主效QTL qPH.C01-2是在所有分析中都可以检测到。除了该位点外，根据2018年春季的表型数据，在qPH.C01-2附近还发现了另外两个次要基因座qPH.C01-4 和qPH.C01-5。紫色萼片性状可由一个主要的单基因座和两个次要的基因座控制。西兰花紫色萼片性状的遗传图谱和定位为西兰花其他复合性状的定位和与紫色萼片性状相关基因的鉴定提供了重要基础。

图1 西兰花遗传图谱

图2 遗传图谱与物理图谱共线性分析

5.RIL群体遗传图谱

基于重测序构建绿豆高密度遗传图谱定位叶形相关性状 [6]

发表期刊：Frontiers in Genetics
影响因子：4.599
合作单位：中国农业科学院作物科学研究所
分析方式：重测序遗传图谱
绿豆是豇豆属中的主要栽培作物，也是我国重要的食用豆类。本研究对RIL群体及其亲本进行全基因组重测序，每个RIL系测序深度为4.54×，亲本Dahuaye和Jilyu 9-1测序深度分别为20×和24×；利用划bin策略进行图谱构建，得到1946个bins，使用百迈客作图软件HighMap进行图谱构建，总图距为1060.17cM，平均图距仅为0.54cM；与参考基因组共线性分析显示，二者之间具有较高的共线性。基于该图谱，结合连续两年的表型数据，对缺刻叶和皱缩叶两个叶形性状进行QTL分析；其中，缺刻叶性状共检测到8个QTL；皱缩叶性状在两个环境中均检测到主效QTL。进一步，对定位区间的候选基因及候选基因在两亲本间的SNP进行了分析。

图1 绿豆高密度遗传图

图2 缺刻叶和皱缩叶相关QTL分布

参考文献

[1] Zou C, Wang P, Xu Y. Bulked sample analysis in genetics, genomics and crop improvement. Plant Biotechnol J. 2016;14(10):1941-1955.

[2] Shi P, Xu Z, Zhang S, et al. Construction of a high-density SNP-based genetic map and identification of fruit-related QTLs and candidate genes in peach [Prunus persica (L.) Batsch]. BMC Plant Biol. 2020;20(1):438.

[3] Dong Z, Alam MK, Xie M, et al. Mapping of a major QTL controlling plant height using a high-density genetic map and QTL-seq methods based on whole-genome resequencing in Brassica napus. G3 (Bethesda). 2021;jkab118.

[4] Wu X, Wang B, Xie F, et al. QTL mapping and transcriptome analysis identify candidate genes regulating pericarp thickness in sweet corn. BMC Plant Biol. 2020;20(1):117.

[5] Yu H, Wang J, Sheng X, et al. Construction of a high-density genetic map and identification of loci controlling purple sepal trait of flower head in Brassica oleracea L. italica. BMC Plant Biol. 2019;19(1):228.

[6] Wang J, Li J, Liu Z, et al. Construction of a High-Density Genetic Map and Its Application for QTL Mapping of Leaflet Shapes in Mung Bean (Vigna radiata L.). Front Genet. 2020;11:1032.

 
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