全基因组关联分析在植物中的应用.pdf

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1、化学与生物工程２０１３，Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．６７Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ＆Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－５４２５．２０１３．０６．００２全基因组关联分析在植物中的应用涂雨辰１，２，田云１，２，卢向阳１，２（１．湖南省农业生物工程研究所，湖南长沙４１０１２８；２．湖南农业大学生物科学技术学院，湖南长沙４１０１２８）摘要：全基因组关联分析（ＧＷＡＳ）已被广泛应用到植物遗传学和育种相关的重要性状研究中。关联分析是一种基于连锁不平衡来识别分子标记之间或候选基因与性状之间关系的方法。简单介绍了ＧＷＡＳ的发展背景、研究原理及研究策略，对ＧＷＡＳ在重要的植物基因

2、位点方面的应用研究进展进行了综述。关键词：全基因组关联分析（ＧＷＡＳ）；基因位点；重要性状；植物中图分类号：Ｑ７８文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－５４２５（２０１３）０６－０００７－０４供更高的分辨率，在基因水平上利用样本的数量关联到表型变化的差异。由于高密度单核苷酸（ＳＮＰ）多态１ＧＷＡＳ的发展背景性的出现，进行全基因组扫描时，能识别很小范围的与重要的农艺性状如产量、作物品质以及植物抗病数量性状变异显著相关的单元型域。这些方法的出现性是由多个基因控制的，均受连续变化且脆弱的环境使得研究性状的可能性不断增大。目前，ＧＷＡＳ已经影响。与单基因控制的性状相比，其遗传基础更为复确定了许多与

3、性状相关的重要位点，为生产实践提供［１］杂。Ｖｉｓｓｃｈｅｒ等指出，众多科学和生物的发现已通理论指导。过全基因组关联分析（ＧＷＡＳ）所验证。ＧＷＡＳ是经２ＧＷＡＳ的研究原理及研究策略典的定量遗传理论的拓展，对基因的研究具有重大意义。作为一个整体，定量特征是由许多具有同等作用与日益普及的基因组多态性数据相比，ＧＷＡＳ正的微效基因互相影响，通过建立遗传模型和估计遗传成为研究遗传学定量特征的默认方法。通过ＧＷＡＳ，方差，选择统计参数来进行研究。许多经典的定量遗已经发现了数以百计的遗传变异与人类疾病相关的复传模型都在育种实践中发挥着重要作用，比如籽粒的杂的特征，彻底改变了人类基因图谱，并且现在

4、也广泛［２］［３］淀粉和维生素Ａ原含量、小麦的籽粒大小和研磨应用于植物研究中。［４］［５］品质、拟南芥（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ）的开花期和ＧＷＡＳ的研究原理是：在基因水平上通过分子标［６］抗病性等。然而，在“Ｍｉｃｒｏ－ｅｆｆｅｃｔｇｅｎｅ”理论中，具记的手段，对整个基因组内的ＳＮＰ进行综合分析与分体影响数量性状的基因尚未发现，分子生物学机制的型，再将不同表现的性状变异统计出来，提出假设，并定量特征变化也未能得出确切结论。近年随着生物技且验证其与期望性状间的关联性。术的发展，尤其是分子标记技术的出现与发展，人们对ＧＷＡＳ的研究策略类似于传统的候选基因法。量化特征的认识从

5、基因水平发展到数量性状分析水在设计初始ＧＷＡＳ实验时，一般分成两个阶段：首先平，充分说明理解遗传机制的定量特征已经上升到分对整个基因组ＳＮＰ基因分型芯片和ＳＮＰ多态性进行子水平的高度。统计分析，通常能够筛选少量阳性ＳＮＰｓ，然后在更多此外，植物的数量性状往往受到等位基因多样性样本中对这些阳性ＳＮＰｓ进行基因分型，最后整合两的影响，而传统研究仅能得到有限的基因组相关解析。个阶段的结果进行分析。ＧＷＡＳ两阶段研究策略减ＧＷＡＳ克服传统基因映射方法的一些局限性，通过提少了工作量和成本，通过重复实验也减小了误测率；但基金项目：国家自然科学基金资助项目（３１０００５３６），湖南省自然科学基金重点

6、资助项目（１３ＪＪ２０２８）收稿日期：２０１３－０３－１２作者简介：涂雨辰（１９８８－），女，湖南长沙人，硕士研究生，研究方向：植物生物化学研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｒｒｙｔｔ．ｐｒｉｎｃｅｓｓ＠１６３．ｃｏｍ；通讯作者：田云，副研究员，Ｅ－ｍａｉｌ：ｔｉａｎｙｕｎ７９６１６＠１６３．ｃｏｍ；卢向阳，教授，Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｉａｎｇｙａｎｇｃｎ＠１６３．ｃｏｍ。８涂雨辰等：全基因组关联分析在植物中的应用／２０１３年第６期是在第一阶段，所有可能与疾病相关联的ＳＮＰ多态性１，Ｖｒｎ－２，Ｖｒｎ－３，Ｖｒｎ－４，Ｒｈｔ－１）也表现出显著的相关［１５－１８］的样本量不足。为了寻找更多的易感基因位

7、点，目前性。而在大豆中，关联到重要性状的重要位点分［１９，２０］常用的方法是扩大ＧＷＡＳ的样本量，即在同一时间适别为Ｉ、Ｔ、Ｗ１、Ｒ、Ｏ，这些位点的确定对植物生长当放宽第一阶段的选择标准并扩大验证ＳＮＰ多态性和作物生产实践都起到重大的作用。的范围。３．３在挖掘水稻重要遗传基因位点方面的应用世界上约一半人口以大米为主食，但其产量常常３ＧＷＡＳ在植物中的应用［２１－２３］受到大量病原微生物或昆虫的严重威胁。为了有３．１在玉米育种方面的应用效识别遗传