植物基因组作图手册

第一部分 遗传作图

1 作图群体及遗传作图原理

概述

摘要

1.1 引言

1.2 作图群体

1.2.1 适合自交植物的作图群体

1.2.1.1 F2群体

1.2.1.2 重组自交系

1.2.1.3 回交群体

1.2.1.4 渗入系：外源基因文库

1.2.1.5 双单倍体株系

1.2.2 杂交授粉作物的作图群体

1.2.3 用两步策略对突变体和DNA片段作图

1.2.4 具体染色体的作图工具

1.2.5 自然群体与育种池的作图

1.2.6 对在物理结构图谱上与DNA对应基因和突变体的作图

1.2.7 作图中的具体问题

1.3 讨论

致谢

参考文献

2 遗传作图的分子标记体系

摘要

2.1 引言

2.2 遗传作图中常用的DNA标记

2.2.1 RFLP

2.2.1.1 常规RFLP分析技术

2.2.1.2 PCR-RFLP

2.2.1.3 错配PCR-RFLP

2.2.2 RAPD

2.2.3 SSR标记

2.2.3.1 常规SSR分析

2.2.3.2 ISSR

2.2.3.3 STMP

2.2.4 AF1P

2.2.4.1 传统的AF1P分析

2.2.4.2 fAF1P

2.2.4.3 cDNA-AF1P和HiCEP

2.2.4.4 TE-AF1P

2.2.4.5 MEGA-AF1P

2.2.4.6 MITE-AF1Ps

2.2.4.7 AF1P的转换

2.2.5 REMAP与IRAP

2.2.5.1 IRAP

2.2.5.2 REMAP

2.2.6 SRAP

2.3 讨论

参考文献

3 遗传作图的方法及软件

概述

摘要

3.1 引言

3.1.1 植物遗传连锁作图的方法和工具

3.1.1.1 问题的阐述

3.1.2 位点分组

3.1.3 位点排序

3.1.4 多位点距离的估算

3.1.5 使用变异和混合杂交设计

3.1.5.1 远缘杂交物种

3.1.5.2 同源多倍体物种

3.1.5.3 组合数据

3.1.6 连锁作图软件的实用性、界面和特征

3.2 植物QT1作图的方法和工具

3.2.1 问题的阐述

3.2.2 单标记关联

3.2.2.1 数值性状

3.2.2.2 分类性状

3.2.3 间隔作图：简单法（SIM：Simp1eInterva1Mapping）

3.2.3.1 M1方法

3.2.3.2 最小平方（回归）和非参数法

3.2.4 间隔作图：复合法（CIM：CompositeInterva1Mapping）

3.2.5 显著性测试

3.2.6 间隔作图：多个QT1模型构建

3.2.6.1 逐步回归和穷尽搜索方法构建多个QT1位点的模型

3.2.6.2 马尔克夫链蒙特卡罗M（；MC方法

3.2.6.3 遗传算法

3.2.7 多性状（MT：Muhip1e-trait）的QT1作图

3.2.8 多重杂交（MC：Mu1tipie-cross）QT1作图

3.2.9 计算最优化的方法

3.3 作图方法和工具的未来趋势

3.3.1 连锁和QT1作图的未来

3.3.2 植物作图软件所适用的软件工具

3.3.2.1 软件优良特性的标准

3.3.2.2 分析范围

3.3.2.3 学习与使用的方便性

3.3.2.4 易用性和扩展性

3.3.3 公共遗传作图软件的发展模式

参考文献

4 单核苷酸多态性：检测技术和它们在基因型分类和基因组作图中的潜力

4.1 引言

4.2 选择技术

4.2.1 SNF分析I：Invadez.技术

4.2.1.1 引言

4.2.1.2 C1eavase用作裂解的酶

4.2.1.3 寡核苷酸及其结构

4.2.1.4 探针循环和信号放大

4.2.1.5 DNA模式

4.2.1.6 RNA模式

4.2.1.7 可选择的检测模式

4.2.1.8 特异性

4.2.1.9 功能强大性

4.2.1.1 0Invadei.的应用

4.2.1.1 1结论

4.2.2 SNP分析Ⅱ：焦磷酸测序法

4.2.2.1 引言

4.2.2.2 用焦磷酸测序技术作SNP基因型分析

4.2.2.3 等位基因频率的定量

4.2.2.4 单倍型分析

4.2.3 SNP分析Ⅲ：可规模化的高度复杂的SNP基因分析平台

4.2.3.1 引言

4.2.3.2 Inumina基因型分析平台

4.2.3.3 基因型分析数据

4.2.3.4 结论

4.2.4 SNP分析Ⅳ：用MA1DI-TOFMS进行高通量SNP分析

4.2.4.1 引言

4.2.4.2 用Massarray平台进行SNP分析

4.3 总结和展望

致谢

参考文献

5 分子设计育种：通过标记辅助选择开发遗传图谱和分子标记

摘要

5.1 引言

5.2 标记辅助选择

5.2.1 遗传距离分析、品种鉴定以及种子纯度分析

5.2.2 间接选择

5.2.2.1 单基因性状

5.2.2.2 多基因（数量）性状

5.2.2.3 分子标记辅助回交

5.3 新品种的培育（标记辅助育种）

5.3.1 排除不利连锁

5.3.2 抗性基因的积累

5.3.3 多基因性状的分子标记辅助育种

5.3.4 新性状的引入

5.3.5 （外源）种质资源的有效利用

5.4 设计育种

5.4.1 对所有农艺相关性状的位点作图

5.4.2 对相关于农艺性状的位点上的等位基因的变异评价

……

第二部分 物理作图

词汇

索引

在模式生物，如多个细菌、古细菌、小鼠和人等全基因组的序列完成后，公众已经对生物全基因组序列给予了广泛注意，而对植物基因组的诠释却大大滞后了，直到目前只有拟南芥（Arabidopsis thaiiana）和水稻（Oryza sativa）完成了测序。尽管公众对动物和人的基因组更加关注，但是详细了解作物基因组的组成，对于了解生命的起源与规律等基础理论研究，以及农业和工业等多个研究与应用领域，特别是作物育种，包括进化遗传学、生物技术和食品科学等领域的研究具有重要的意义。同时，完成多种植物的全基因组测序对更深入地理解生物多样性和基因在不同作物间排列具有共线性也非常重要。
基因组作图手册是市场上关于这个领域研究的第一本书，这本书相当详缁地覆盖了这个领域的热点主题，通过物理作图和遗传作图的结合将本领域的研究主题分开叙述。全书从头到尾，每章都先从容易读懂的介绍开始，同时也考虑了非本专业工作者和新加入这个研究领域的研究者的需要，在书中每章后都附有相关内容的参考文献，供进一步详细查阅。这本书不仅是一本非常好的实验室的参考书，同时这本书也是一本优秀的教材。对于有志于学习或教授基因组学，特别是计划教授基因组作图的老师，尤其是针对植物基因组作图，将是一本不可多得的教材。本书对于指导作图实践，以及偶尔需要进行植物基因组的遗传和物理作图，也是一本最新的指南。
Khalid Meksem是南伊利诺依大学植物土壤和农业系（the Department of Plant，Soi lGeneral Agriculture of Southern IHinois University）的助理教授。在Cologne大学获得博士学位以后，在1996年年底加入南伊利诺依大学。他的主要研究兴趣在以下领域：
·大豆的基因组学分析工具
·BAC和物理图谱：物理图谱构建和整合
·大豆包囊线虫病抗性基因
·植物瘸原基因组学
·开发国际和国内植物结构基因组学和功能基因组学的科学网络
Khal id Meksem是< GUnter Kahl是德国法兰克福（Frankfurt am Main）的Johann Wolfgang Goethe大学的植物分子生物学教授。在获得植物生物化学的博士学位后，他在美国East Lansin9的密执安州立大学（Michigan State University）做了两年博士后，同Pasadena的加利福尼亚理工学院（CaliforniaInstitute of Technology）的Joe Varner教授和James Bonner教授一起做研究。他的主要研究兴趣在以下领域：
·遗传和物理作图，以及植物防御基因和它们启动子的分离和定性
·植物基因组分析
·表达谱分析
由于工作的国际性质，Kahl教授与欧洲、日本、美国、叙利亚、印度和南美洲等的一系列研究机构合作。他也服务于国际原子能机构（IAEA）、联合国粮农组织（FAO）和联合国教科文组织