畜禽數(shù)量性狀位點(QTL)定位概述

(1.湖南農業(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)

1 QTL定位的概念和原理

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。

2 QTL定位步驟

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)，雜交后產生子一代(F1)后子一代之間再進行雜交，產生子二代(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。

3 QTL定位常用的統(tǒng)計分析

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。

4 結語

綜上所述，QTL定位連鎖分析是通過鑒定經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。