(1.湖南農(nóng)業(yè)大學 動物科技學院, 湖南 長沙 410128; 2.禽畜遺傳改良湖南省重點實驗室,湖南 長沙 410128)
由于分子標記技術和數(shù)量遺傳學的發(fā)展和逐步完善,結合這兩方面研究,研究者們提出分子數(shù)量遺傳學這一學科概念,期望利用分子標記結合統(tǒng)計學方法,可以推測 QTL 在染色體上的位置及其效應。QTL 定位的原理是依據(jù)分離群體結合分子標記,并加入連鎖圖譜信息,從而對分離群體中的基因型和性狀的表型值進行一定的統(tǒng)計分析,從而將決定數(shù)量性狀的QTL 座位定位在分子標記連鎖圖中[1]。這其中可以采取單標記分析法、區(qū)間作圖法、復合區(qū)間作圖法等。
第一步需要建立資源家系,即將兩個性狀差異顯著的群體作為父母代(P1、P2),雜交后產(chǎn)生子一代(F1)后子一代之間再進行雜交,產(chǎn)生子二代(F2),在這一過程中需要詳細記錄目標表型。第二步,選擇遺傳標記(genetic markers)進行分型,以往QTL 定位多采用微衛(wèi)星標記(microsatellite markers),也有許多研究逐漸過渡到使用單核苷酸多態(tài)性標記(SNP)進行分型。第三步,利用數(shù)理統(tǒng)計方法對表型與基因型進行連鎖分析,將超出閾值的峰值定為檢測到的QTL區(qū)間,并根據(jù)峰值兩端的標記在遺傳圖譜中確定位置,從而得到QTL候選區(qū)段,后續(xù)可以繼續(xù)進行縮小候選區(qū)段的精細定位,乃至鎖定一些同目標性狀關聯(lián)的候選基因。
回歸分析法(Regression Methods),均值比較法(Mean Comparison)和最大似然法(Maximum Likelihood Methods)。一般在QTL研究中多采用候選基因法同全基因組掃描相結合的方法進行,也就是先利用全基因組掃描確定可能的目標區(qū)域,然后在目標區(qū)域搜索同目標性狀功能上相關的基因作為候選基因。以Animal QTLdb數(shù)據(jù)庫中家豬的QTL 定位研究為例,迄今為止在全球范圍已有27,465個QTL 被報道,涉及663個不同性狀,公開發(fā)表了SCI論文620篇。其他畜禽的QTL定位研究,如牛、雞、馬等也非常普遍[2]。QTL定位雖然使用廣泛,但也存在一些問題和挑戰(zhàn):比如定位的QTL區(qū)間過大、研究需要在資源家系中進行、定位結果移植到自然群體的不確定性、需要使用更多的遺傳標記(如SNP)來精細定位,以及多個針對同一性狀的平行研究如何綜合研究結果等等問題。
綜上所述,QTL定位連鎖分析是通過鑒定經(jīng)多代傳遞仍完整的單倍型為基礎的,檢測在一個家系中等位基因與疾病或目標性狀的傳遞是否相關。今后在畜禽育種中,可以通過高密度芯片或全基因組測序技術,結合優(yōu)化統(tǒng)計方法,或使用另外的遺傳標記(如拷貝數(shù)變異CNV、結構變異SV)進行分型,或綜合表達信息進行eQTL定位,或直接定位到DNA核苷酸水平QTN的新方法新算法, 利用整合遺傳學進行QTL定位(systems genetics integrative framework),以及整合多個平行QTL研究結果的蕓萃分析(Meta analysis)等等,這些問題都需要研究者們進一步思考并對其方法進行優(yōu)化,最終加快禽畜育種的進程。