發展適合於同源四倍體物種的數量遺傳模型與分析方法

《發展適合於同源四倍體物種的數量遺傳模型與分析方法》是依託復旦大學，由汪林擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：發展適合於同源四倍體物種的數量遺傳模型與分析方法
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：汪林

項目摘要

80%以上的高等植物在其進化過程中存在多倍性。許多重要的物種也是多倍體，其中最有代表性的是全球第三大糧食作物- - 四倍體栽培馬鈴薯。儘管二倍體遺傳和基因組分析已成為常規手段，但由於理論和方法學研究在同源四倍體物種中的嚴重滯後，許多相關研究幾乎為空白。數量遺傳學模型的理論和方法在二倍體物種中已成熟建立並廣泛套用，但在多倍體尤其是同源四倍體中類似的研究工作才剛剛起步。本研究將建立適合於同源四倍體物種數量遺傳分析的數量遺傳學模型，並發展相應的統計學方法用以模型參數估計。本項目擬建立的理論模型以及相應的統計分析方法將嚴格兼顧四體遺傳基因分離和重組的主要特徵，並將保證模型所定義的不同基因效應具備理想的統計性質，如正交性。我們將通過開展計算機隨機模擬研究和分析同源四倍體馬鈴薯實驗數據，對理論分析與方法學研究的結果加以驗證。本研究將為同源四倍體這一重要物種的數量遺傳分析填補一個科學空白。

結題摘要

數量遺傳模型是連線控制數量性狀的基因的遺傳效應與該數量性狀表型的統計學模型，是任何數量遺傳分析最重要的理論基礎之一。數量遺傳學在二倍體物種中已發展了成熟的科學理論與方法學，而在多倍體特別是同源多倍體，例如同源四倍體物種中卻仍處於起步階段。其主要原因是相對於二倍體物種，同源多倍體物種遺傳的複雜性。 本研究以同源四倍體物種的某一隨機交配自然群體，或由任意兩個數量性狀表型差異顯著的同源四倍體親本雜交所產生的分離群體為對象，在充分考慮四體遺傳基因分離與重組的主要特徵基礎上，構建了該群體中一個或兩個位點QTL遺傳效應的、具有正交性質的統計學模型，並發展了相關模型參數估計的統計方法。雖然基於相同的統計學原理，共享相似的統計學性質，但是對於不同遺傳結構的群體（如本研究針對的自然群體以及人工設計交配產生的分離群體），我們已經建立的數量遺傳學模型具有不同的表示形式。我們通過開展計算機隨機模擬研究，對理論分析與方法學研究的結果進行了驗證。模擬研究證明了將雙減數係數合理引入同源四倍體數量遺傳模型的構建並準確估計該係數，對於同源四倍體數量遺傳分析以及遺傳效應參數估計都至關重要。 本研究為同源四倍體物種多基因數量性狀的遺傳分析這一重要的研究領域奠定了科學基礎並提供了重要的分析工具。