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QTL原理和统计分析方法及其在果树上的研究进展

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赵慧

摘要：本文对QTL作图的原理、定位的必要条件及其常用统计方法做了简单介绍，综述了6种分子标记在果树上的应用和近年来国内外在果树数量性状遗传的研究进展

关键词：果树，数量性状，研究进展，QTL，应用

果树的抗逆性、抗虫性、抗病性、产量、果色、品质、熟期、树冠等重要农艺性状均表现为数量遗传，控制数量性状的基因称为多基因或微效基因，它们在染色体上的位置称为数量性状基因座（quantitativetraitlocus，QTL）。

近年来，对果树QTL已进行了大量的研究，取得了不少成果和進展。本文就有关这方面的研究现状作一简要综述。

一、QTL定位策略

1.QTL作图原理及QTL定位的必要条件

QTL作图是通过分析整个染色体组的DNA标记和数量性状表型值的关系，将QTL逐一定位到连锁群的相应位置，并估计其遗传效应。一般步骤包括：（1）构建遗传连锁图;（2）选择具有相对性状的纯系进行杂交，获得适宜的作图群体;（3）检测分离世代群体中每一个体的标记基因型和数量性状值;（4）分析标记基因型和数量性状值的相互关联，确定QTL在染色体上的相对位置，估计QTL的有关遗传参数。

2.QTL定位的统计分析方法

利用分子标记正确进行QTL定位及其效应的估计，主要依赖于QTL作图的统计模型和方法，20世纪80年代以来，先后发展了20多种QTL作图的统计方法，应用比较广泛的主要有以下几种：

（1）单一标记分析法。单标记分析法就是通过方差分析、回归分析或似然比检验，比较不同标记基因型数量性状均值的差异。如存在显著差异，则说明控制该数量性状的QTL与标记有连锁。

（2）区间作图法。区间作图法即通过利用相邻的一对遗传标记来检测该遗传连锁区间与数量性状观测值之间的相关是否显著。该方法已广泛应用于包括植物的遗传研究中，并曾被认为是构建QTL图谱的标准方法。

（3）复合区间作图法。为了克服区间作图法的上述缺陷以及能利用多个遗传标记的信息，Zeng等发展了复合区间作图法，并将多元回归分析引入区间作图，实现了同时利用多个遗传标记信息对基因组的多个区间进行多个QTL的同步检验。该方法要点是，对某一特定标记区间进行检测时，将与其他QTL连锁的标记也拟合在模型中以控制背景遗传效应。

（4）QTL定位的混合线性模型方法。朱军等于1999年提出了包括加性效应、显性效应及其与环境互作效应的混合线性模型复合区间作图方法和可以分析包括上位性的各项遗传主效应及其与环境互作效应的QTL作图方法。该方法把群体均值、QTL的各项遗传主效应（包括加性效应、显性效应和上位性效应）作为固定效应，而把环境效应、QTL与环境互作效应、分子标记效应及其与环境的互作效应以及残差作为随机效应，将效应估计和定位分析结合起来，进行多环境下的联合QTL定位分析，提高了作图的精度和效率。

二、果树分子遗传作图所利用的分子标记

果树的抗逆性、抗虫性、抗病性、产量、果色、品质、熟期、树冠等重要农艺性状均表现为数量遗传。最早证实遗传标记与QTL连锁遗传关系的是Sax，他用菜豆作试材时发现种皮颜色与种子平均大小有密切关系。要构建QTL图谱首先必须建立起与QTL相连锁的分子标记，分子标记数目越多并与QTL连锁越紧密，就越有可能准确地估计QTL的位置。

1.同工酶技术（isoenzymetechnology）

同工酶标记是显性标记，父母本的基因型在后代都可检测出来，在遗传背景不十分清楚的条件下，同工酶标记的确不失为一种好的标记。果树植物在遗传背景不十分清楚的情况下，将同工酶标记和其他分子标记相结合进行，其准确性会提高。

2.RFLP技术（restrictionfragmentlengthpolymorphism，RFLP）

基因组DNA经特定的限制性内切酶消化后，会产生大量的DNA片段，通过Southern杂交技术，就可以将与特定探针杂交的DNA片段识别出来。两个亲本间的DNA片段的差异（多态性DNA片段）会在后代中发生分离，所以RFLP获得的多态性DNA片段可用于分子遗传作图。RFLP是一种用于分子遗传作图较好的共显性标记。Wang等利用RFLP技术构建了甜樱桃（RSXEB）的连锁图，母本RS图谱有126个RFLP标记，由19个连锁群组成，总长461.6cm;父本EB图谱有95个RFLP标记，由16个连锁群组成，总长279.2cm。

3.RAPD技术（randomamplifiedpolymorphicDNA，RAPD）

RAPD技术是由美国的Williams和Welsh。两个研究小组于1990年同时发展起来