QTL IciMapping是中国农业科学院作物科学研究所开发的一款整合型的QTL作图工具。
软件集成8大功能
(1)BIN,冗余标记去除;
(2)MAP,连锁图谱构建;
(3)CMP:多图谱共有标记分析;
(4)SDL,分离失真基因座图谱构建;
(5)BIP,加、显性和双基因上位效应作图;
(6)MET,执行G×E,多环境需要多个输入文件;
(7)CSL,染色体片段置换系的加、显、上位性作图;
(8)NAM,NAM群体的QTL作图。
其中,前4项功能只需要分子标记信息即可进行,后4项功能既需要分子标记信息也需要表型数据。
群体类型
群体类型不同,等位基因及基因型的理论频率不同,QTL IciMapping将群体分为20个类型+一个NAM群体,如图所示:

理论频率如下表:
| Population no. | Full name | Genotype | Allele | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| AA | AB | BB | A | B | ||
| 1 | P1BC1F1 | 0.5 | 0.5 | 0 | 0.75 | 0.25 |
| 2 | P2BC1F1 | 0 | 0.5 | 0.5 | 0.25 | 0.75 |
| 3 | F1DH | 0.5 | 0 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 4 | F1RIL | 0.5 | 0 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 5 | P1BC1RIL | 0.75 | 0 | 0.25 | 0.75 | 0.25 |
| 6 | P2BC1RIL | 0.25 | 0 | 0.75 | 0.25 | 0.75 |
| 7 | F2 | 0.25 | 0.5 | 0.25 | 0.5 | 0.5 |
| 8 | F3 | 0.375 | 0.25 | 0.375 | 0.5 | 0.5 |
| 9 | P1BC2F1 | 0.75 | 0.25 | 0 | 0.875 | 0.125 |
| 10 | P2BC2F1 | 0 | 0.25 | 0.75 | 0.125 | 0.875 |
| 11 | P1BC2RIL | 0.875 | 0 | 0.125 | 0.875 | 0.125 |
| 12 | P2BC2RIL | 0.125 | 0 | 0.875 | 0.125 | 0.875 |
| 13 | P1BC1F2 | 0.625 | 0.25 | 0.125 | 0.75 | 0.25 |
| 14 | P2BC1F2 | 0.125 | 0.25 | 0.625 | 0.25 | 0.75 |
| 15 | P1BC2F2 | 0.8125 | 0.125 | 0.0625 | 0.875 | 0.125 |
| 16 | P2BC2F2 | 0.0625 | 0.125 | 0.8125 | 0.125 | 0.875 |
| 17 | P1BC1DH | 0.75 | 0 | 0.25 | 0.75 | 0.25 |
| 18 | P2BC1DH | 0.25 | 0 | 0.75 | 0.25 | 0.75 |
| 19 | P1BC2DH | 0.875 | 0 | 0.125 | 0.875 | 0.125 |
| 20 | P2BC2DH | 0.125 | 0 | 0.875 | 0.125 | 0.875 |
AA和BB是两个亲本贡献的基因型。
等位基因编码表
| Genotype | AA | AB | BB | Missing | AB + AA | AB + BB |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Encoding options | 2 | 1 | 0 | − 1 | 12, D | 10, R |
| A | H | B | X | AH, HA | BH, HB | |
| AA | AB | BB | XX | AX, XA | BX, XB | |
| BA | * | A*, *A | B*, *B | |||
| ** | A_, _A | B_, _B | ||||
| Encoding by number | 2 | 1 | 0 | − 1 | 12 | 10 |
| Encoding by single letter | A | H | B | X | D | R |
| Encoding by double letters | AA | AB | BB | XX | AX | XB |
比较推荐使用数字编码规则,即亲本1=2,亲本2=0,杂合=1,缺失=-1。在孟德尔遗传条件下,无法区分杂合和纯和显性的情况下,使用12和10,SNP标记由于可以确定和某一个亲本一致,因此用不到这两项。
输出文件
| MTP | 在遗传群体中,不同标记和分离失真的卡方检验的频率 |
| SUM | 构建组合连锁图谱的概要 |
| LOD | 组合连锁关系(针对独立继承)的成对标记LOD值测试的下三角矩阵 |
| REC | 标记成对组合重组率估计估计的下三角矩阵 |
| DIS | 从组合重组率计算标记成对遗传距离(cM)的下三角矩阵 |
| SDL | SDL功能的输入文件,用于分离失真基因座作图 |
| BIP | BIL功能的输入文件,可在添加表型文件后进行加性和上位性作图 |
| MET | MET功能的输入文件,添加多环境数据后,计算QTL与环境互作 |
名词解释
染色体片段置换系(CSS,chromosome segment substitution),也叫做渐渗系(introgression lines),通常需要经过反复回交(有时使用分子标记来辅助选择),突出目标片段,而使非有效基因座上的基因替换为已知背景。在理想状态下,每个片段中包含一个QTL,去除背景,很容易验证是否片段中携带QTL。然而,CSS群体的构建需要很长时间,而且工作量巨大。在低世代的CSS中,有些片段含有多个QTL。在高强度的选择下,基因和标记的频率不遵循孟德尔遗传定律。因此,CSS的QTL作图方法采用基于逐步回归的似然比检测(stepwise regression-based likelihood ratio test,RSTEP-LRT)。
NAM(nested association mapping)群体,是巢式关联作图群体,由一个共同亲本和多个亲本产生的若干RIL家系组成的多重交叉组配设计群体。对NAM群体的QTL方法叫联合复合区间作图群体( joint inclusive composite interval mapping,JICIM)。
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