发布时间 : 星期一 文章QTL定位中常见的12个问题更新完毕开始阅读6c801294a300a6c30d229f75
8LOD scorePopulation size 100MD=5cMMD=10cMMD=20cMPopulation size 30064202015LOD score105040Population size 500LOD score302010001020304050607080901001101201301401501602242Chromosomal position (cM) 图9 3种群体大小中连锁QTL的完备区间作图结果
Fig. 9 Inclusive composite interval mapping of linked QTL in populations of three sizes
3.3 缺失分子标记对QTL作图有什么影响？
对于缺失标记，作图软件QTL IciMapping（可从网站http://www.isbreeding.net获得）中利用连锁信息以一定概率水平把缺失标记基因型插值为P1、P2或F1型，从而避免QTL作图中样本量的减少。在一个包含180个单株的水稻F2群体中，ICIM定位到9个影响株高的QTL[9]。根据这些QTL建立遗传模型，模拟不同程度标记的缺失[22]，研究缺失标记对株高QTL检测功效的影响（图10）。随着缺失率的增加，QTL作图功效会逐步降低，同时错误发现率逐步提高。对于效应较小的QTL和较小的群体，缺失标记对QTL作图的影响较大；对于效应较大的QTL和较大的群体，缺失标记对QTL作图的影响可以忽略（图10）。尽管作图功效会受到缺失标记的影响，但在缺失标记条件下，被检测到的QTL位置和效应估计与无缺失条件下基本一致，都是渐近无偏的，估计值的方差也基本相同。通过模拟不同大小的群体还可以发现，一定比例的标记缺失对QTL作图结果的影响相当于对应比例个体缺失对QTL作图的影响（图10），也就是说，一个群体大小为n、缺失率为p的群体的作图功效与大小为n(1?p)、无缺失群体的作图功效大致相同。
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10080Population size 180, with various missing marker levels1000%5 %0?6040200qPH1-1qPH1-2qPH3-1qPH3-2qPH4qPH5qPH6qPH7qPH12FDRVarious population sizes, with no missing markers180171162153144135126Power (%)6040200qPH1-1qPH1-2qPH3-1qPH3-2qPH4qPH5qPH6qPH7qPH12FDR10080Population size 500, with various missing marker levels0%5 %008060Various population sizes, with no missing markers500475450425400375350Power (%)6040200qPH1-1qPH1-2qPH3-1qPH3-2qPH4qPH5qPH6qPH7qPH12FDR40200qPH1-1qPH1-2qPH3-1qPH3-2qPH4qPH5qPH6qPH7qPH12FDR
图10 F2群体中缺失标记对QTL检测功效的影响。
Fig. 10 Effect of missing markers on QTL detection in F2 population.
3.4 奇异分离标记对QTL作图有什么影响？
奇异分离（SD，segregation distortion）会引起周围的标记出现奇异，而奇异分离标记（SDM）也会导致连锁的QTL出现SD。当SDM与QTL不连锁时，SDM对QTL定位基本没有影响。但是当SDM与QTL紧密连锁时，会对QTL作图产生影响，尤其当QTL效应较小、作图群体也较小时，SDM会对QTL作图产生较大的影响，有时会提高与其连锁的QTL的检测功效，有时会降低，这取决于QTL的效应和SD类型（图11）。以F2群体为例，检测QTL实际上就是检测三种QTL基因型QQ、Qq和qq之间的差异。若SD会使QTL的遗传方差高于无奇异分离时的遗传方差（见公式[1]），则会提高作图功效；反之，则会降低作图功效。然而，无论功效提高还是降低，QTL的位置和效应估计与无SD情况下基本一致，都是渐近无偏的，估计值的方差也基本相同[22]。
推广到其它具有2种等比例基因型的作图群体，如RIL和DH，任何SD都会引起连锁QTL的2种基因型偏离1∶1的分离比，这种偏离对检测2种QTL基因型间的差异会产生不利影响，从而减低QTL的检测功效。如果2种基因型的理论分离比为3∶1，如回交群体衍生的重组近交家系，若SDM导致2种基因型更接近1∶1，此时SD便可提高与SDM连锁QTL的检测功效（图12）。若SDM导致2种基因型更加偏离3∶1，如4∶1，这样的SD无疑要降低与SDM连锁QTL的检测功效，在图12方差比值的曲线中可以看出如果奇异分离导致QQ频率在（0.25，0.75）中变化，奇异
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分离时QQ具有较大的遗传方差，这样的奇异分离将提高QTL的检测功效。
SD一般是由不同配子或合子生活力的差异引起的，如产生RIL的一粒传方法就是为了尽可能避免在遗传研究群体中SD的发生。但在实际数据中，即使是在通过一粒传法产生的作图群体中SD也不可避免。在实际应用中，对遗传效应较大的QTL和较大的作图群体，少量的SDM对QTL作图的影响是有限的，这种影响也会随着与QTL间的连锁距离的增大而消失[22]。
A10080No distortionSDM5SDM1SDM6Population size 180SDM2SDM7SDM3SDM8SDM4SDM9Power (%)6040200Population size 500B10080Power (%)6040200qPH1-1qPH1-2qPH3-1qPH3-2qPH4qPH5qPH6qPH7qPH12
图11 F2群体中奇异分离标记对QTL检测功效的影响
Fig. 11 Effect of segregation distortion markers on QTL detection in F2 population
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1.4 1.2 Ratio of variance (k)1.0 0.8 0.6 0.4 BC1-derived DH populationF1-derived DH population0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.900.951.00Frequency of QQ 0.2 0.0 图12 BC1和F1产生的DH作图群体中奇异分离时QTL的遗传方差与无奇异分离时方差的比值 Fig. 12 Ratio of genetic variance of QTL under segregation distortion and non-distortion in BC1 and F1
derived doubled haploids populations
4 结论
LOD是2种假设检验下极大似然函数比值的常用对数，较高的LOD临界值将更好地控制假QTL的发生，同时遗传效应较小的真QTL就不易被检测出来。如何平衡两类错误的概率，不仅是统计学问题，还要考虑到具体的研究目标。QTL作图包含着复杂的统计假设检验，一般采用模拟方法估计QTL检测功效和假阳性的大小，功效高同时又具有较低假阳性在统计上就是较好的方法。增加群体大小、减小表型误差、创造近等基因系和染色体片断置换系、大群体中适当增加标记密度都是提高QTL检测功效的有效途径。
QTL的遗传方差占表型方差的比例定义为QTL的贡献率，遗传方差受QTL的遗传效应和QTL基因型频率共同影响，不同QTL的贡献率一般不具有可加性。有利等位基因的判断依赖于QTL作图时如何编码2个亲本，正加性效应QTL意味着编码为2的亲本携带的等位基因能提高性状值，反之编码为0的亲本携带的等位基因能提高性状值。选择基因型分析的检测功效一般都高于IM的检测功效，但低于ICIM的检测功效。与构成性状相比，复合性状QTL作图功效比构成性状下的功效明显下降，因此使用复合性状进行QTL作图的意义不大，但并不排除育种中使用复合性状进行选择。
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