混合群体连锁不平衡的衰减速率与基因定位

鉴于混合群体的连锁不平衡分析在实现致病突变基因高解析度定位研究中的重要理论意义与应用前景, 为准确确定群体的混合比例, 进而实现基因高解析度定位中遗传重组率的精确估计, 以无选择、无突变的无限随机交配群体为对象, 分析了利用单倍型频率估计群体混合比例的误差, 建议采用随群体进化相对稳定的基因频率来估计群体的混合比例; 提出了利用混合群体连锁不平衡值的非线性部分随群体进化的衰减速率来估计基因间重组率的理论与方法. 理论研究和模拟实验结果表明, 初始群体在相关座位2的基因频率差异愈大, 混合比例愈接近0.5, 则混合群体连锁不平衡值非线性部分的作用愈明显, 这样的混合群体在基因高解析度定位研究中的应用价值也愈大.     

混合群体连锁不平衡的群体遗传学模型

混合群体的连锁不平衡结构及其随世代衰减规律的分析在实现致病突变基因高解析度定位研究中具有重要理论意义与应用前景,以无选择、无突变的无限随机交配群体为对象,研究群体的基因频率、连锁不平衡水平和混合比例等因素对混合群体连锁不平衡结构的影响,导出了使混合群体连锁不平衡值实现最大的混合比例,研究表明,由于未曾意识到混合群体连锁不平衡值随世代的衰减速率的特殊性,前人一贯采用的一般非混合群体衰减速率的不完全知     

应用混合群体的连锁不平衡信息实现基因定位的解析率分析

根据混合群体连锁不平衡值随世代的衰减速率,进行基因高解析率定位分析的模拟实验。结果表明,基因间重组率愈小,混合距今的世代数愈少,利用连锁不平衡信息进行基因定位的效高愈高;在相关基因座间呈紧密连锁条件下,重组率估计的期望值呈向上有偏性。在混合发生后的2－5个世代内,重组率估计值的偏差较大;10－20世代范围内可以得到较高的解析率。同时给出了重组率估计值的均值和置信区间随世代数的变化。     

人类复杂遗传疾病高解析度基因定位的理论策略*

复杂遗传疾病基因的定位克隆,要求首先获得疾病基因位点与遗传标记位点间的高分辨率连锁图谱,近年的研究表明,这一目标可通过建立和筛选适当的候选标记位点与目标性状位点间的连锁不平衡的理论分析而实现,但是,这些模型的适用范围是位点基因型可以通过实验而准确分型。本文以人类复杂遗传性状基因的定位克隆或候选基因的分离识别为目标,分析人类家系遗传连锁基因定位的局限性,并且着重报道近年来本实验室在基因型不可测的复杂     

藏族人群15号染色体中心粒区域基因的高精度连锁不平衡和单体型图谱及其与汉族人群的比较

遗传多态性及其对基因功能的影响是目前基因组学研究的热点之一. 随着国际单体型图计 划(International HapMap Project)数据的公布和超高通量基因型鉴定平台的出现, 利用全基因组关联 分析法(genome-wide association approach)进行复杂性状/疾病的遗传变异的研究将很快成为现实. 尽 管这一方法的检测效能已得到广泛认同, 但是这一研究对揭示群体遗传差异程度的要求及怎样才能 最好的运用这些信息去进行研究仍为争论的热点. 为了探讨这个问题, 在50例藏族志愿者中对15号染色体中心粒区域的7个基因进行了测序, 鉴定了该区域中的单核苷酸多态性(SNP)、SNP频率、标签SNP(tagSNP)、连锁不平衡(LD)结构和单体型组成, 并将以上数据和汉族人群进行了比较. 同时还对藏汉两个群体的遗传差异进行了量化分析. 结果显示, 藏汉两个群体间这一区域在总体上无显著的遗传差异, 但某些等位基因频率存在显著的不同, 而等位基因频率是构建单体型和选择标签SNP的决定因素之一. 在总体上, 和汉族相比这一区域藏族人群连锁不平衡区域较长而遗传差异较小. 本研究结果为藏汉两群体间具有很近的亲缘关系提供了遗传学上的证据, 并支持所有群体从根本上是同等的观点, 同时也提示在复杂性状/疾病的研究中需要考虑群体间的差异, 特别是等位基因频率的差别. 本研究所获数据不仅有助于对藏族该区域基因组结构的理解, 而且还对以藏族同胞为研究对象的在这一基因组节段及其所含基因所进行的研究提供了有用的工具.     

阈性状QTL定位的系谱传递不平衡检验

阈性状是具有一定生物学意义和经济价值的性状, 其表型分布不连续, 遗传基础与数量性状相同. 由于阈性状的特殊性, 传统的数量性状QTL定位方法不能有效地对其进行QTL定位. 在人类疾病定位方面广泛采用的是传递不平衡检验(TDT), 它以简便和高效得到了应用和扩展. 但TDT只能利用独立的核心家系, 对综合了父母、同胞及其他亲属信息的扩展系谱, TDT在使用时会损失大量信息, 故难以推广, 尤其在动物群体中难以应用. 针对此, Martin提出了PDT方法, 它能有效地对人类扩展系谱进行分析. 在此基础上, 将PDT方法移植到畜禽阈性状QTL定位中, 并针对畜禽的特点, 对PDT方法进行了适当修正, 提出了系谱传递不平衡检验(PTDT). 利用Monte Carlo方法, 模拟了多种参数组合下, PTDT的检验功效和Ⅰ型错误. 结果表明, PTDT是一个稳健、有效的阈性状QTL定位方法, 其Ⅰ型错误接近于显著性水平(P < 0.05), 大多数情况下, PTDT的检验功效接近于1.0. 在父母信息部分缺失的情况下, PTDT的Ⅰ型错误和检验功效与未缺失时基本相同. 在资料信息有限的情况下, PTDT的检验功效高于PDT, 且Ⅰ型错误低于PDT. 模拟结果同时表明在粗糙定位的基础上, PTDT可作为QTL精细定位的新策略.     

标记与QTL不完全连锁下标记辅助选择的相对效率

模拟研究了闭锁核心群继代选育中标记辅助选择方法的两个实施方案－－标记辅助BLUP（MBLUP）和两阶段选择方案,相对于以常规BLUP方法的选择效率,前者同时利用标记信息和表型信息来选择种畜,后者则在两个选择阶段分别利用标记信息和表型信息进行选择。模拟中考虑了不同的遗传力和QTL效应水平。QTL通过侧翼标记识别,且与标记为不完全连锁。研究结果表明,标记辅助选择的两个方案加快了QTL的遗传进展,但降低了多基因效应的进展。当遗传力较低或者QTL效应较大时,MBLUP的遗传进展优于常规BLUP,其优越性可达5％。两阶段选择由于提高了QTL有利基因的频率而大大加快了QTL进展,但总的遗传进展却并无 优势。标记辅助选择的相对选择反应与选择世代数密切相关。标记辅助选择的优势或劣势在选择早期较明显,而在随后选择世代中则变小或消失。     

水稻幼穗分化受阻突变体lhd的遗传分析与基因定位

从圭630/台湾粳的F1花药培养后代群体中发现了水稻幼穗分化受阻突变体lhd(leafy head), 其植株明显矮化, 叶片细小且丛生, 始终停留在营养生长阶段.遗传分析表明, lhd受一对隐性基因控制, 该突变基因拟命名为lhd(t).显然, LHD(t)是控制花序分化的关键基因.以lhd杂合体与明恢77和京花8号杂交, 建立了2个F2群体.在与京花8号杂交的F2群体中, 部分lhd植株表现出"中间类型", 说明遗传背景会影响突变性状的表现.利用已公布的水稻RM系列SSR标记及自行设计的SSR标记, 结合BSA和突变株(共498株)分析, 将LHD(t)基因定位在第10染色体长臂端, 其中标记SSR1, RM269, RM258, RM304和RM171位于一侧, 与LHD(t)的图距分别为6.4, 16.6, 18.4, 22.2和26.3 cM; SSR4和SSR5位于另一侧, 与LHD(t)的图距分别为0.6和2.2 cM.该结果为进一步对LHD(t)的克隆和表达研究奠定了基础.     

一个先天性小眼球家系致病基因的排除性定位

先天性小眼球是一种先天发育异常性眼科疾病. 通过基因扫描和连锁分析对一个6代常染色体显性遗传先天性小眼球中国家系的疾病相关基因进行研究. 根据已报道的与小眼球相关的5个基因座位(MITF, SOX2, PAX6, MCOP和NNO2), 在3, 11, 14和15号染色体上选取了14个微卫星标记, 以荧光标记引物的聚合酶链反应(PCR)扩增目的片段, 用ABI 377 DNA遗传分析仪对该家系成员进行基因扫描和基因分型, 并采用Linkage软件包对基因分型结果进行连锁分析. 结果显示, 该家系致病基因与这些已报道的座位均不连锁, 即该家系致病基因不是已报道的座位, 可能是一个尚未报道的对眼球发育至关重要的新基因座位.     

栽培稻的紧穗野生稻抗褐飞虱主效基因的遗传定位

野生稻资源是水稻育种中获取有利外源基因的一个主要来源。紧穗野生稻（Oryza eichingeri,2n=24,CC)原产于非洲,具有高抗褐飞虱、白背飞虱和白叶枯病等多种有利性状。在紧穗野生稻与栽培稻（Oryza sativa,2n=24,AA)品种02428远缘杂交后代中,利用限制性片段长度多态性（restriction fragment length polymorphism,RFLP)和微卫星（simple sequence repeats,SSR) 等分子标记,对栽培稻背景下外源遗传物质的存在进行了跟踪鉴定,并对来自紧穗野生稻的抗褐飞虱基因进行了遗传分析和染色体定位。结果表明,紧穗野生稻的染色体片段已经易位到栽培稻中;抗褐飞虱性状由一对显性主效基因控制,位于第2染色体,在两个微卫星标记RM240和RM250之间,遗传距离分别为6．1和5．5cM,暂时定名为Bphl3(t)。该基因的发现和定位将有助于对水稻褐飞虱抗性的改良。     

水稻紫色种皮基因Pb的精细定位与候选基因分析

紫米因其种皮内花色素苷的沉积而着色．控制种皮着色的Pb基因位于水稻第4染色体，紫色种皮对白色种皮呈显性．本研究利用培矮64S（白米）×豫南黑籼糯（紫米）和培矮64S×川黑糯（紫米）两个F2分离群体对P易基因进行了精细定位．首先用SSR标记将P易基因初步定位在距微卫星位点RM3820下游0．79cM的位置．然后，通过在候选区域内发展高密度的InDel标记和CAPS标记，将P6基因限定在两个InDel标记RID3与RID4之间25kb范围以内．在该区段内，TIGR水稻基因组（R．5）标有两个注释基因：一个为与玉米k基因同源的砌，为控制花色素苷代谢的Myc类转录因子；另一个为与拟南芥刀四同源的bhlh16，也与植物色素代谢有关．根据两者的性质和前人相关研究结果，推测Pb与Ra实为同一个基因．序列分析结果表明，与白米品种培矮64S，9311（籼）和日本晴（粳）相比，豫南黑籼糯和川黑糯中Ra基因第7外显子存在一个GT缺失．根据GT缺失发展了一个CAPS标记CAPSRa，并对两个F2分离群体和100余份水稻品种进行分析．结果发现，所有F2白米单株以及所有白米（n=63）和红米（n=23）品种的CAPSRa基因型与培矮64S相同，而所有紫米品种（n=20）与豫南黑籼糯和川黑糯相同．据此推测，水稻紫色种皮性状可能由Ra基因第7外显子内的GT缺失引起．     

不编码的基因与肿瘤

科学家已经发现,不编码的基因材料在肿瘤的发展中扮演重要角色。确认这一点,对肿瘤的诊断和治疗都有助益。     

用栽培大豆与半野生大豆间的杂种F2群体构建基因组分子标记连锁框架图

遗传图谱的构建,是基因组研究中的重要环节,可为基因定位与克隆及基因组结构与功能等研究打下基础.大豆是主要的油料作物,也是植物蛋白的来源之一,然而其细胞遗传学研究     

利用混合分离分析法和Mapmaker/Exp软件定位互作基因的策略

质量性状通常受单个基因控制, 但有时也受两个甚至更多基因的控制, 这种现象称为基因互作. 用混合分离分析(bulked segregant analysis, BSA)快速寻找连锁分子标记, 然后用Mapmaker/Exp软件构建局域连锁图, 已成为定位单个主基因的常用方法. 但由于基因互作的遗传模式与单基因差异很大, 因此针对单基因定位的方法和软件不能简单地应用于互作基因的定位. 目前还没有提出快速筛选与互作基因连锁的分子标记的实验方法以及同时分析多个分子标记与互作基因间连锁关系的统计方法和相应的计算机软件. 为解决这个问题, 本研究提出利用BSA和Mapmaker/Exp定位互作基因的策略. 结果表明, 除个别情况需要用到F3代之外, 绝大多数互作基因都可以直接在F2代用“BSA + Mapmaker/Exp”的策略进行定位. 由于BSA和Mapmaker/Exp已广泛应用于基因定位研究, 为许多学者所熟悉, 因此, 本研究提出的策略具有很好的实用性.     

水稻紫色种皮基因Pb的精细定位与候选基因分析

紫米因其种皮内花色素苷的沉积而着色.控制种皮着色的Pb基因位于水稻第4染色体,紫色种皮对白色种皮呈显性.本研究利用培矮64S(白米)×豫南黑籼糯(紫米)和培矮64S×川黑糯(紫米)两个F2分离群体对Pb基因进行了精细定位.首先用SSR标记将Pb基因初步定位在距微卫星位点RM3820下游0.79cM的位置.然后,通过在候选区域内发展高密度的InDel标记和CAPS标记,将Pb基因限定在两个InDel标记RID3与RID4之间25kb范围以内.在该区段内,TIGR水稻基因组(R.5)标有两个注释基因:一个为与玉米Lc基因同源的Ra,为控制花色素苷代谢的Myc类转录因子;另一个为与拟南芥TT8同源的bhlh16,也与植物色素代谢有关.根据两者的性质和前人相关研究结果,推测Pb与Ra实为同一个基因.序列分析结果表明,与白米品种培矮64S,9311(籼)和日本晴(粳)相比,豫南黑籼糯和川黑糯中Ra基因第7外显子存在一个GT缺失.根据GT缺失发展了一个CAPS标记CAPSRa,并对两个F2分离群体和100余份水稻品种进行分析.结果发现,所有F2白米单株以及所有白米(n=63)和红米(n=23)品种的CAPSRa基因型与培矮64S相同,而所有紫米品种(n=20)与豫南黑籼糯和川黑糯相同.据此推测,水稻紫色种皮性状可能由Ra基因第7外显子内的GT缺失引起.     

水稻不完全隐性卷叶主基因以rl（t）的精细定位

利用奇妙香（QMX）为轮回亲本，与卷叶珍汕97B（JZB）杂交并回交的BC4F2和BC4F3两群体为研究材料，对卷叶性状进行了遗传分析，并对卷叶基因进行精细定位．遗传分析表明，卷叶性状主要受1对不完全隐性主基因的控制，命名为rl（t），并同时受到数量性状基因和或环境的影响．利用500个SSR标记和新开发的15个InDel标记，通过BSA法在卷叶DNA池和平展叶DNA池间筛选到8个多态性标记，并用MAPMAKER／EXP3．0构建遗传连锁图．基因定位方法采用复合区间作图法（CIM）．利用BC4F2分离群体将rl（t）初步定位于第2染色体长臂，位于标记InDel 112-RM3763之间，两标记之间的遗传距离为2．4cM，rl（t）距离InDel 112约1．0cM．为精细定位rl（t），从BC4F2代经标记选择得到1个中度卷叶植株，自交扩繁成855株个体的BC4F3代株系，另发展4个新的InDel标记．连锁分析表明，InDel 112．6和InDel 113位于标记InDel 112和RM3763之间．利用BC4F3株系中分离出的191个卷叶株和185个平展叶株，将rl（t）定位于InDel 112、6-InDel113之间，物理距离为137kb、对该区段进行了初步的侯选基因分析，推测rl（t）可能参与了microRNA（miRNA）系统对叶片发育的调控．     

成人型多囊肾病的异质性——一个与3′HVR不连锁的APKD家系分析

成人型多囊肾病(adult polycystic kidney disease,简称APKD)大多数为遗传性,属常染色体显性遗传,在欧美人群中发病率高达1:1000,在我国虽无确切统计,但并不罕见1985年英国学者Reeders报道APKD与位于16号染色体短臂1区3带(16P13)的α_1珠蛋白基因下游(3′端)8kb处的一高变区3′HVR(3′hyper variable region)紧密连锁,因而APKD基因也定位于16P13。迄今为止,绝大多数学者的研究结果都符合并支持这一位点,     

细胞骨架与早期基因mRNA定位的相关性研究

近年来利用高压电子显微镜、组化、生化和冰冻蚀刻等技术发现了一些mRNA,多聚核糖体及蛋白转译延伸因子在细胞骨架上的定位。蛋白转译机构在细胞骨架上的定位,提示细胞骨架可能与基因表达有关。早期基因c-jun,c-fos,c-mys的产物都是转录因子,对Go至S期有重要调节作用。Zambetti等发现微丝解聚剂——细胞松弛素D（Cytochalasin D,CD）可刺激Hela细胞。c-fos的转录活性,并发现问期细胞中80％的c-fos mRNA与细胞骨架相结合,而CD处理使微丝解聚后,70％以上的mRNA出现在可溶相中, 但微丝解聚剂对C-jun,C- myc的转录活性是否有影响,其mRNA是否与细胞骨架相结合,迄今尚未见报道,本文利用     

水稻幼穗分化受阻突变体lhd的遗传分析与基因定位

从圭630/台湾粳的F₁花药培养后代群体中发现了水稻幼穗分化受阻突变体lhd(leafy head), 其植株明显矮化, 叶片细小且丛生, 始终停留在营养生长阶段. 遗传分析表明, lhd受一对隐性基因控制, 该突变基因拟命名为lhd (t). 显然, LHD(t)是控制花序分化的关键基因. 以lhd杂合体与明恢77和京花8号杂交, 建立了2个F₂群体. 在与京花8号杂交的F₂群体中, 部分lhd植株表现出“中间类型”, 说明遗传背景会影响突变性状的表现. 利用已公布的水稻RM系列SSR标记及自行设计的SSR标记, 结合BSA和突变株(共498株)分析, 将LHD(t)基因定位在第10染色体长臂端, 其中标记SSR1, RM269, RM258, RM304和RM171位于一侧, 与LHD(t)的图距分别为6.4, 16.6, 18.4, 22.2和26.3 cM; SSR4和SSR5位于另一侧, 与LHD(t)的图距分别为0.6和2.2 cM. 该结果为进一步对LHD(t)的克隆和表达研究奠定了基础.