基因定位與育種設(shè)計(jì)（第二版）

目錄
第1章 遺傳研究群體 1
1.1 遺傳研究的常見群體類型 1
1.1.1 雙親群體 1
1.1.2 多親群體 3
1.1.3 創(chuàng)建遺傳群體的若干注意事項(xiàng) 6
1.2 基因型數(shù)據(jù)的初步整理和分析 8
1.2.1 基因型數(shù)據(jù)的獲取和編碼 8
1.2.2 基因頻率和基因型頻率 13
1.2.3 基因型頻率的適合性檢驗(yàn) 13
1.3 基因效應(yīng)和遺傳方差 15
1.3.1 群體均值和表型方差的計(jì)算 15
1.3.2 單基因座位上的加顯性遺傳模型 17
1.3.3 單基因座位上的遺傳方差 18
1.4 單環(huán)境表型觀測(cè)值的方差分析 20
1.4.1 表型值的線性分解 20
1.4.2 表型離差平方和的分解 20
1.4.3 水稻粒長性狀的單環(huán)境方差分析 23
1.5 多環(huán)境表型觀測(cè)值的方差分析 24
1.5.1 表型值的線性分解 24
1.5.2 表型離差平方和的分解 25
1.5.3 水稻粒長的多環(huán)境方差分析 29
1.6 基因型值和廣義遺傳力的估計(jì) 29
1.6.1 單環(huán)境基因型值和遺傳力的估計(jì) 29
1.6.2 多環(huán)境基因型值和遺傳力的估計(jì) 30
1.6.3 異質(zhì)誤差方差下基因型值的估計(jì) 31
練習(xí)題 34
第2章 兩個(gè)座位間重組率的估計(jì) 38
2.1 世代轉(zhuǎn)移矩陣 38
2.1.1 世代轉(zhuǎn)移矩陣的定義 38
2.1.2 回交世代轉(zhuǎn)移矩陣 39
2.1.3 自交世代轉(zhuǎn)移矩陣 41
2.1.4 加倍單倍體世代轉(zhuǎn)移矩陣 43
2.1.5 連續(xù)自交的世代轉(zhuǎn)移矩陣44
2.1.6 基因型理論頻率的矩陣表示 46
2.2 兩個(gè)座位上各種基因型的理論頻率 46
2.2.1 10種基因型的理論頻率 46
2.2.2 永久群體中4種純合基因型的理論頻率 50
2.2.3 兩個(gè)共顯性標(biāo)記在暫時(shí)群體中基因型的理論頻率 50
2.2.4 一個(gè)共顯性標(biāo)記和一個(gè)顯性標(biāo)記在暫時(shí)群體中基因型的理論頻率 53
2.2.5 一個(gè)共顯性標(biāo)記和一個(gè)隱性標(biāo)記在暫時(shí)群體中基因型的理論頻率 53
2.2.6 兩個(gè)顯性標(biāo)記在暫時(shí)群體中基因型的理論頻率 53
2.2.7 一個(gè)顯性標(biāo)記和一個(gè)隱性標(biāo)記在暫時(shí)群體中基因型的理論頻率 58
2.2.8 兩個(gè)隱性標(biāo)記在暫時(shí)群體中基因型的理論頻率 58
2.3 兩個(gè)標(biāo)記/基因座位間重組率的估算 61
2.3.1 DH群體中重組率的極大似然估計(jì) 61
2.3.2 重組率極大似然估計(jì)的一般形式 63
2.3.3 F2群體中一個(gè)共顯性座位和一個(gè)顯性座位間的重組率估計(jì) 65
2.3.4 Newton迭代算法中初始值的選取 66
2.3.5 F2群體中重組率估計(jì)的EM算法 67
2.3.6 奇異分離對(duì)重組率估計(jì)的影響 69
練習(xí)題 70
第3章 三點(diǎn)分析和連鎖圖譜構(gòu)建 74
3.1 三點(diǎn)分析和作圖函數(shù) 74
3.1.1 遺傳干涉和干涉系數(shù) 74
3.1.2 作圖函數(shù) 76
3.2 遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建 78
3.2.1 標(biāo)記分群算法 78
3.2.2 標(biāo)記排序算法 80
3.2.3 標(biāo)記順序的調(diào)整 83
3.2.4 多個(gè)遺傳連鎖圖譜的整合 84
3.3 不同群體重組率估計(jì)的比較 85
3.3.1 不同遺傳群體中檢驗(yàn)連鎖的LOD統(tǒng)計(jì)量 86
3.3.2 不同遺傳群體中重組率估計(jì)的準(zhǔn)確度 87
3.3.3 不同遺傳群體檢測(cè)到顯著連鎖所需的樣本量 88
3.4 隨機(jī)交配群體的連鎖分析 91
3.4.1 隨機(jī)交配與連鎖不平衡 91
3.4.2 基因型到配子的轉(zhuǎn)移矩陣 93
3.4.3 隨機(jī)交配若干代的配子型和基因型頻率 94
練習(xí)題 96
第4章 單標(biāo)記分析和簡單區(qū)間作圖 99
4.1 單標(biāo)記分析 88
4.1.1 單標(biāo)記基因型均值的差異分析 100
4.1.2 兩種基因型群體中單標(biāo)記分析的t檢驗(yàn) 101
4.1.33 種基因型群體中單標(biāo)記分析的t檢驗(yàn) 103
4.1.43 種基因型群體中單標(biāo)記方差分析 106
4.1.5 單標(biāo)記分析的似然比檢驗(yàn) 107
4.1.6 單標(biāo)記分析存在的問題 108
4.2 簡單區(qū)間作圖 109
4.2.1 區(qū)間標(biāo)記型中QTL基因型的頻率 109
4.2.2 QTL基因型平均表現(xiàn)的極大似然估計(jì) 114
4.2.3 QTL存在的檢驗(yàn) 118
4.2.4 QTL遺傳效應(yīng)和貢獻(xiàn)率的估計(jì) 119
4.2.5 區(qū)間作圖在一個(gè)DH群體和一個(gè)F2群體中的應(yīng)用 120
4.2.6 簡單區(qū)間作圖中的幻影QTL現(xiàn)象 122
4.2.7 簡單區(qū)間作圖存在的其他問題 123
4.3 檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量LOD臨界值的確定方法 123
4.3.1 顯著性水平和檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的臨界值 124
4.3.2 不存在QTL的零假設(shè)條件下單個(gè)掃描位置上LRT統(tǒng)計(jì)量的分布 125
4.3.3 單條染色體上大LOD統(tǒng)計(jì)量分布的影響因素 126
4.3.4 全基因組有效檢驗(yàn)次數(shù)與經(jīng)驗(yàn)LOD臨界值 129
4.3.5 排列檢驗(yàn)與經(jīng)驗(yàn)LOD臨界值 132
練習(xí)題 135
第5章 完備區(qū)間作圖方法 139
5.1 控制背景遺傳變異的重要性 139
5.2 DH群體的完備區(qū)間作圖 141
5.2.1 單個(gè)QTL的加性遺傳模型 141
5.2.2 多個(gè)QTL的加性遺傳模型 143
5.2.3 加性QTL的一維掃描和假設(shè)檢驗(yàn) 144
5.2.4 ICIM在一個(gè)大麥DH作圖群體中的應(yīng)用 145
5.3 F2群體的完備區(qū)間作圖 148
5.3.1 單個(gè)QTL的加顯性遺傳模型 148
5.3.2 多個(gè)QTL的加顯性遺傳模型 151
5.3.3 加顯性QTL的一維掃描和假設(shè)檢驗(yàn) 152
5.3.4 ICIM在一個(gè)F2作圖群體中的應(yīng)用 153
5.4 假設(shè)檢驗(yàn)的第二類錯(cuò)誤與QTL的檢測(cè)功效 155
5.4.1 第二類錯(cuò)誤和假設(shè)檢驗(yàn)的功效 155
5.4.2 第二類錯(cuò)誤概率與適宜的樣本量 157
5.4.3 模擬試驗(yàn)中QTL的分布和效應(yīng)模型 159
5.4.4 QTL檢測(cè)功效和錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)率的計(jì)算 160
5.5 完備區(qū)間與簡單區(qū)間兩種作圖方法的比較 165
5.5.1 簡單區(qū)間作圖的QTL檢測(cè)功效 165
5.5.2 完備區(qū)間作圖的QTL檢測(cè)功效 166
5.5.3 依標(biāo)記區(qū)間的檢測(cè)功效的統(tǒng)計(jì) 167
5.5.4 QTL作圖群體的適宜大小 168
5.6 避免表型對(duì)標(biāo)記變量的過擬合 169
練習(xí)題 171
第6章 互作QTL作圖 174
6.1 DH群體中上位型互作QTL作圖 174
6.1.1 互作QTL作圖的線性回歸模型及其統(tǒng)計(jì)學(xué)性質(zhì) 174
6.1.2 互作QTL的二維掃描區(qū)間作圖 176
6.1.3 連鎖和互作同時(shí)存在時(shí)群體遺傳方差的計(jì)算 180
6.1.4 利用DH群體定位互作QTL的模擬研究 181
6.2 F2群體的上位型互作QTL作圖 183
6.2.1 F2群體中兩個(gè)座位的上位型互作遺傳模型 183
6.2.2 F2群體的互作QTL作圖 184
6.2.3 F2群體互作QTL的檢測(cè)功效分析 189
6.3 常見互作類型的遺傳分析和檢測(cè)功效 191
6.3.1 兩個(gè)互作座位間遺傳效應(yīng)的計(jì)算 191
6.3.2 兩個(gè)互作座位間遺傳方差的分解 192
6.3.3 互作QTL檢測(cè)功效的模擬 196
6.3.4 互作QTL作圖應(yīng)注意的一些問題 200
6.4 QTL與環(huán)境間的互作分析 200
6.4.1 加性QTL與環(huán)境的互作分析 200
6.4.2 加加上位性QTL與環(huán)境的互作分析 202
6.4.3 一個(gè)真實(shí)RIL群體的QTL與環(huán)境互作分析 204
練習(xí)題 206
第7章 雜合親本雜交及純系親本雙交的遺傳分析 209
7.1 兩個(gè)雜合親本雜交F1群體的連鎖分析 209
7.1.1 單個(gè)標(biāo)記或基因座位的分類 209
7.1.2 兩個(gè)座位的親本連鎖相與后代基因型 211
7.1.3 兩個(gè)完全信息標(biāo)記之間的重組率估計(jì) 212
7.1.4 雜合親本的單倍型重建 214
7.2 包含不完全信息標(biāo)記的重組率估計(jì) 216
7.2.1 類型Ⅰ與其他類型標(biāo)記的后代基因型構(gòu)成 216
7.2.2 類型Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ標(biāo)記間的后代基因型構(gòu)成 219
7.2.3 兩個(gè)類型Ⅳ標(biāo)記之間的后代基因型構(gòu)成 220
7.2.4 包含各種類型標(biāo)記的單倍型重建 223
7.34 個(gè)純系親本雙交F1群體的連鎖分析 225
7.3.1 雙交群體中的標(biāo)記類型和重組率估計(jì) 225
7.3.2 雙交群體與雜合親本雜交群體的等價(jià)性 227
7.3.33 個(gè)完全信息標(biāo)記的基因型頻率 229
7.3.4 不完全信息標(biāo)記和缺失標(biāo)記的填補(bǔ) 230
7.44 個(gè)純系親本雙交F1群體的基因定位 233
7.4.1 單個(gè)QTL遺傳模型 233
7.4.2 多個(gè)QTL表型對(duì)標(biāo)記的線性回歸模型 235
7.4.3 雙交群體的完備區(qū)間作圖 236
練習(xí)題 238
第8章 多親本雜交衍生純系后代群體的遺傳分析 241
8.1 四親純系后代群體的連鎖分析 241
8.1.1 四親純系群體的產(chǎn)生過程和標(biāo)記分類 241
8.1.2 兩個(gè)完全信息座位的基因型理論頻率與重組率估計(jì) 243
8.1.3 包含不完全信息標(biāo)記間的重組率估計(jì) 248
8.1.4 純系親本個(gè)數(shù)少于4的情形 251
8.2 八親純系后代群體的連鎖分析 251
8.2.1 八親純系群體的產(chǎn)生過程 251
8.2.2 標(biāo)記分類方法和后代基因型編碼 252
8.2.3 兩個(gè)完全信息座位的基因型理論頻率 253
8.2.4 完全信息標(biāo)記間及包含不完全信息標(biāo)記的重組率估計(jì) 256
8.2.5 純系親本個(gè)數(shù)少于8的情形 257
8.3 四親純系后代群體的基因定位 258
8.3.13 個(gè)完全信息座位的遺傳構(gòu)成 258
8.3.2 不完全信息標(biāo)記和缺失標(biāo)記的填補(bǔ) 261
8.3.3 表型對(duì)標(biāo)記變量的線性回歸模型 262
8.3.4 四親純系后代群體的完備區(qū)間作圖 264
8.4 八親純系后代群體的基因定位 267
8.4.13 個(gè)完全信息座位的遺傳構(gòu)成 267
8.4.2 表型對(duì)標(biāo)記變量的線性回歸模型 272
8.4.3 八親純系后代群體的完備區(qū)間作圖 273
練習(xí)題 275
第9章 其他類型群體的基因定位 279
9.1 選擇基因型分析和混合分離分析 279
9.1.1 選擇基因型分析的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理 279
9.1.2 選擇基因型分析的似然比檢驗(yàn)和LOD統(tǒng)計(jì)量 281
9.1.3 混合分離分析 282
9.1.4 選擇基因型分析和混合分離分析存在的問題 282
9.2 染色體片段置換系群體的QTL作圖 282
9.2.1 染色體片段置換系群體的特點(diǎn) 282
9.2.2 染色體片段置換系群體的QTL定位方法 284
9.2.3 一個(gè)水稻染色體片段置換系群體中粒長性狀的QTL作圖 288
9.