一种水稻选择导入系QTL的定位方法技术

本发明专利技术涉及一种水稻选择导入系QTL的定位方法，该方法为选用不同的水稻品种为供体分别与同一轮回亲本杂交，然后与轮回亲本连续回交两次得到随机群体；采用马可夫链原理将上述不同来源的随机群体的相同目标性状的选择导入系群体通过基因型合并；利用上述来源于不同组合的随机群体中的目标性状导入系合并群体作为原始定位群体，比较定位群体与相同世代的随机对照群体所有标记位点的频率偏分离，对选择导入系群体利用Wald统计检测合并后群体的偏分离来定位目标性状QTL。本发明专利技术方法适用于利用高产、抗旱等目标性状选择导入系群体定位高产、抗旱性状QTL，并利用分子标记对这些基因进行辅助选择聚合育种。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水稻分子育种和分子遗传学领域，具体涉及一种水稻选择导入系QTL的定位方法，尤其涉及一种利用水稻目标性状选择导入系定位目标性状QTL的方法。
技术介绍
近几十年来，利用来自双亲构建的重组自交系、单双倍体、回交后代及单片段代换 系等分离群体定位了大量与水稻籽粒产量和抗旱等复杂性状的数量性状基因座（QTL)，对 深入了解这些复杂性状的遗传机理起了很大的促进作用。但以往对水稻QTL定位研宄存 在以下主要缺陷：一是来自两个亲本构建的遗传分离群体，只能比较两个亲本等位基因的 相对好坏，无法剖析QTL的等位基因多样性，因而无法为分子育种提供最佳有利等位基因； 二是无法排除分离群体的随机遗传背景对QTL定位的干扰，造成同一性状的QTL在不同遗 传背景中表现不一；三是QTL定位群体与育种群体相脱节，由于QTL表达受遗传背景影响， 利用定位群体获得的QTL信息难以指导育种群体的遗传改良；四是包括水稻抗旱在内的抗 逆性与植株生长发育时期有关，分离群体中个体间的生育期差异使得逆境胁迫时间难以统 一，从而增加表型精准鉴定的难度，最终影响QTL定位的准确性。 为了解决QTL定位与育种实践相脱节的问题，Tanksley等（1996)提出了AB-QTL研宄思路，利用种质资源回交导入到优良品种背景构建遗传背景基本一致的导入系群体定 位QTL，再将定位到的QTL有利等位基因通过标记辅助选择改良轮回亲本品种，做到QTL发 掘与育种相结合，在QTL发掘与利用上取得了一定的成功。然而AB-QTL仍然存在作图群体 过大、作图亲本等位基因变异度有限（仍为双亲本群体）等缺陷。为有效克服高产、抗旱等 复杂性状QTL表达的遗传背景效应，把种质资源有利基因挖掘与品种改良有机地结合在一 起，Li等（2005)提出将种质资源导入优良品种背景培育目标性状选择导入系，将性状QTL 定位与品种改良相结合的新策略。 与传统采用大的（通常是200个个体左右）随机分离群体定位QTL不同，目标性 状选择导入系是从一个随机回交导入群体经过目标性状鉴定，选择在目标性状上显著优于 轮回亲本的表型极端株系形成一个目标性状选择导入系群体，一般群体大小在20-50个株 系。这些选择导入系遗传背景与轮回亲本相似，但在目标性状上显著优于轮回亲本，不仅可 以用于目标性状的QTL定位，而且是实现目标QTL聚合的理想育种材料。选择导入系由于 群体较小，群体内目标性状的变异度小，对目标性状QTL定位功效带来很大影响。为此，我 们开发了采用卡方检测全基因组标记偏分离的方法定位QTL，但仍然由于单个选择群体偏 小，存在定位到假阳性QTL偏多的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种水稻选择导入系QTL的定位 方法，将同一轮回亲本背景下不同供体来源的目标性状选择导入系进行基因型合并，并利 用合并后的群体作为原始QTL的定位群体。 本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种水稻选择导入系QTL的定位方 法，该方法包括如下步骤： 1)选择导入系群体构建 选用不同水稻品种为供体分别与同一轮回亲本杂交，构建杂交后代，然后所述的 杂交后代分别与轮回亲本连续回交两次得到对应随机群体； 2)选择导入系群体筛选 以所述的轮回亲本为对照，在特定目标性状筛选条件下鉴定上述对应随机群体的 目标性状，将每个群体中目标性状显著优于轮回亲本的个体作为目标性状的选择导入系入 选，形成对应的目标性状选择导入系群体； 3)选择导入系群体基因型鉴定 采用CTAB法提取上述2)中对应目标性状选择导入系群体所有个体的DNA，进行 SSR标记鉴定； 4)选择导入系群体QTL定位 采用马可夫链原理将上述3)中来源于不同随机群体中的相同目标性状的选择导 入系群体通过基因型合并，并利用合并后的群体作为原始QTL的定位群体，比较定位群体 与相同世代的随机对照群体所有标记位点的频率偏分离，对选择导入系群体利用Wald统 计检测合并后群体的偏分离来定位目标性状QTL。 进一步，所述的特定性状条件下为在旱胁迫下鉴定抗旱性或在正常水田条件下鉴 定高产性。 本专利技术的技术特点如下： 由于本专利技术中所述的4套抗旱选择导入系群体的基因型数据不同，简单的个体合 并不能够得到一套完整的定位群体。为了克服这一困难，我们采用马可夫链的原理，利用条 件概率估算出每一套选择导入系群体中缺失位点不同基因型的概率值。马可夫链是用一个 条件分布来表不：P(Xn+l|Xn)，即用n时刻的状态来估计n+1时刻的状态。在分子标记填补 中的应用就是：利用已知位点的基因型信息来估计相邻位点的基因型信息。计算公式为： K=1 …-【主权项】1. 一种水稻选择导入系QTL的定位方法，其特征在于，该方法包括如下步骤： 1) 选择导入系群体构建 选用不同水稻品种为供体分别与同一轮回亲本杂交，构建杂交后代，然后所述的杂交 后代分别与轮回亲本连续回交两次得到对应随机群体； 2) 选择导入系群体筛选 以所述的轮回亲本为对照，在特定目标性状筛选条件下鉴定上述对应随机群体的目标 性状，将每个群体中目标性状显著优于轮回亲本的个体作为目标性状的选择导入系入选， 形成对应的目标性状选择导入系群体； 3) 选择导入系群体基因型鉴定 采用CTAB法提取上述2)中对应目标性状选择导入系群体所有个体的DNA，进行SSR标 记鉴定； 4) 选择导入系群体QTL定位 采用马可夫链原理将上述3)中来源于不同随机群体中的相同目标性状的选择导入系 群体通过基因型合并，并利用合并后的群体作为原始QTL的定位群体，比较定位群体与相 同世代的随机对照群体所有标记位点的频率偏分离，对选择导入系群体利用Wald统计检 测合并后群体的偏分离来定位目标性状QTL。2. 根据权利要求1所述的一种水稻选择导入系QTL的定位方法，其特征在于，所述的特 定目标性状筛选条件下为在旱胁迫下鉴定抗旱性或在正常水田条件下鉴定高产性。【专利摘要】本专利技术涉及一种水稻选择导入系QTL的定位方法，该方法为选用不同的水稻品种为供体分别与同一轮回亲本杂交，然后与轮回亲本连续回交两次得到随机群体；采用马可夫链原理将上述不同来源的随机群体的相同目标性状的选择导入系群体通过基因型合并；利用上述来源于不同组合的随机群体中的目标性状导入系合并群体作为原始定位群体，比较定位群体与相同世代的随机对照群体所有标记位点的频率偏分离，对选择导入系群体利用Wald统计检测合并后群体的偏分离来定位目标性状QTL。本专利技术方法适用于利用高产、抗旱等目标性状选择导入系群体定位高产、抗旱性状QTL，并利用分子标记对这些基因进行辅助选择聚合育种。【IPC分类】C12Q1-68, A01H1-02, A01H1-04【公开号】CN104830967【申请号】CN201510104118【专利技术人】徐建龙, 黎志康, 崔彦茹, 张帆, 徐士忠 【申请人】中国农业科学院作物科学研究所【公开日】2015年8月12日【申请日】2015年3月10日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水稻选择导入系QTL的定位方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)选择导入系群体构建选用不同水稻品种为供体分别与同一轮回亲本杂交，构建杂交后代，然后所述的杂交后代分别与轮回亲本连续回交两次得到对应随机群体；2)选择导入系群体筛选以所述的轮回亲本为对照，在特定目标性状筛选条件下鉴定上述对应随机群体的目标性状，将每个群体中目标性状显著优于轮回亲本的个体作为目标性状的选择导入系入选，形成对应的目标性状选择导入系群体；3)选择导入系群体基因型鉴定采用CTAB法提取上述2)中对应目标性状选择导入系群体所有个体的DNA，进行SSR标记鉴定；4)选择导入系群体QTL定位采用马可夫链原理将上述3)中来源于不同随机群体中的相同目标性状的选择导入系群体通过基因型合并，并利用合并后的群体作为原始QTL的定位群体，比较定位群体与相同世代的随机对照群体所有标记位点的频率偏分离，对选择导入系群体利用Wald统计检测合并后群体的偏分离来定位目标性状QTL。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建龙，黎志康，崔彦茹，张帆，徐士忠，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11