岳慶春　傅迦得　章辰飛　吳月燕

摘要：隨著分子生物學(xué)和基因組學(xué)的快速發(fā)展，關(guān)聯(lián)分析成為近些年來在植物數(shù)量性狀研究和植物良種選育中行之有效的分析方法。利用關(guān)聯(lián)分析在分子水平闡明植物表型性狀的遺傳變異規(guī)律和機(jī)制，從而為植物的農(nóng)藝性狀改良及新品種選育提供新思路。系統(tǒng)詳實(shí)綜述了關(guān)聯(lián)分析基本原理、關(guān)聯(lián)作圖的基本策略、關(guān)聯(lián)分析的應(yīng)用以及各種分子標(biāo)記在關(guān)聯(lián)分析中的應(yīng)用，并討論了關(guān)聯(lián)分析在未來研究中的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：關(guān)聯(lián)分析;植物;表型性狀;遺傳變異;農(nóng)藝性狀改良;新品種選育;連鎖不平衡;研究發(fā)展趨勢(shì);應(yīng)用前景

中圖分類號(hào)： S184文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2019）18-0024-06

收稿日期：2018-06-01

基金項(xiàng)目：浙江省寧波市重大科技專項(xiàng)（編號(hào)：2015C110016）。

作者簡(jiǎn)介：岳慶春（1994—），男，甘肅定西人，碩士研究生，研究方向?yàn)楣麡浞N質(zhì)資源開發(fā)與利用。E-mail：yueqingchun1118@163.com。

通信作者：吳月燕，碩士，教授，研究方向?yàn)楣麡浞N質(zhì)資源。E-mail：wyynb2009@163.com。

關(guān)聯(lián)分析（association analysis）也稱連鎖不平衡作圖（LD mapping）或者關(guān)聯(lián)作圖（association mapping），該方法通常以自然群體為研究對(duì)象，以連鎖不平衡（linkage disequilibrium，LD）為基礎(chǔ)，將目的性狀表型的多樣性以及遺傳標(biāo)記或候選基因的多態(tài)性聯(lián)結(jié)起來分析，鑒定某一群體內(nèi)目的性狀與遺傳標(biāo)記或候選基因之間的關(guān)系[1]。從而在分子水平解釋植物表型性狀的遺傳變異規(guī)律和機(jī)制，為植物表型性狀的標(biāo)記輔助選擇以及目的基因的分離、檢測(cè)、利用提供依據(jù)，進(jìn)而為植物性狀遺傳改良研究提供理論基礎(chǔ)，為植物雜交育種和性狀改良尋求新途徑[2]。

到目前為止，關(guān)聯(lián)分析已經(jīng)在部分植物性狀研究中取得進(jìn)展，如玉米的開花期[3]、小麥的籽粒大小和研磨品質(zhì)[4]、水稻的柱頭[5]、葡萄的果穗長(zhǎng)度[6]等，關(guān)聯(lián)分析已經(jīng)成為當(dāng)前植物遺傳育種研究的熱點(diǎn)。

本文經(jīng)過系統(tǒng)全面的介紹關(guān)聯(lián)分析基本原理以及分析策略，詳細(xì)論述關(guān)聯(lián)分析在目前植物遺傳學(xué)研究中的應(yīng)用進(jìn)展以及各類分子標(biāo)記技術(shù)在關(guān)聯(lián)分析中的應(yīng)用，探討關(guān)聯(lián)分析在今后的研究發(fā)展趨勢(shì)和在植物遺傳研究中的應(yīng)用前景。

1?關(guān)聯(lián)分析基本原理

1.1?連鎖不平衡

關(guān)聯(lián)分析是以連鎖不平衡（linkage disequilibrium，LD）為基礎(chǔ)，也可稱為配子相不平衡（gametic phase disequilibrium）、配子不平衡（gametic disequilibrium）、等位基因關(guān)聯(lián)（allelic association）等，是指群體內(nèi)不同座位等位基因（可以是標(biāo)記，也可以是基因/QTL間與標(biāo)記）間的非隨機(jī)關(guān)聯(lián)[7]。也就是說假設(shè)2個(gè)不同位點(diǎn)的等位基因一同出現(xiàn)的頻率比理論上同時(shí)出現(xiàn)頻率高時(shí)，那么稱這2個(gè)位點(diǎn)處于連鎖不平衡狀態(tài)[8]。LD的基本定義式為Dij=fij-PAi·PBj，其中fij是AiBj基因型的頻率，PAi和PBj分別是等位基因Ai和Bj的頻率。由于Dij可以假定的最大值是所觀察到的等位基因頻率的函數(shù)，因此對(duì)于雙等位基因和多等位基因，LD的強(qiáng)度有多種標(biāo)準(zhǔn)化度量，其中2種最常見的LD強(qiáng)度測(cè)量方法是：（1）單個(gè)LD值的標(biāo)準(zhǔn)化度量，Dij′=Dij/Dmax;（2）雙等位基因數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)r，常用定義為r2=Dij2/（PA1·PA2·PB1·PB2）[9]。同一染色體或者不同染色體的基因座之間均可出現(xiàn)連鎖不平衡狀態(tài)，群體內(nèi)存在的LD均是由突變?cè)斐傻牡任换虺霈F(xiàn)后座位間所有重組響應(yīng)累積的結(jié)果，位點(diǎn)間連鎖越緊密，其LD程度越高[10]。

1.2?影響連鎖不平衡的因素

遺傳因素和非遺傳因素綜合作用影響群體的LD水平[11]。一般情況下，在隨機(jī)匹配群體里沒有突變、遷移或選擇因素的影響時(shí)，多態(tài)性位點(diǎn)則處于連鎖平衡狀態(tài);與此相反，連鎖、群體混合和選擇將增加LD水平[12]。影響LD程度最重要的2個(gè)要素是突變和重組，突變是造成LD的一個(gè)重要因素，新突變的發(fā)生可沖破原有LD，進(jìn)而導(dǎo)致新的多態(tài)性產(chǎn)生;然而重組則是經(jīng)過重新組合序列變異，進(jìn)而減弱染色體內(nèi)部的LD。無連鎖和自由交配的重組使位點(diǎn)間等位基因處于連鎖平衡狀態(tài)，因此LD的水平與重組率成反比[10]。群體中的LD是突變、重組和其他因素影響共同累積的結(jié)果[13]。

此外，其他非生物要素和生物要素也影響LD程度，例如物種之間的交配體系、染色體位置、群體大小以及自然與人工選擇[10]?；蜣D(zhuǎn)換或染色體片段所受的選擇強(qiáng)度、遺傳漂變[14-15]等也是影響LD水平的因素。

1.3?連鎖不平衡與關(guān)聯(lián)分析

在自然群體中，表型差異的根本原因主要是個(gè)體等位基因間的差異。連鎖分析則是采用標(biāo)記位點(diǎn)與引起表型差異位點(diǎn)之間的重組來定位數(shù)量性狀基因座（quantitativetraitlocus，QTL），而關(guān)聯(lián)分析利用引起表型差異的位點(diǎn)與標(biāo)記之間的LD來定位QTL[10]。因此，進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析的前提和基礎(chǔ)是了解群體基因組LD的構(gòu)造和規(guī)律。往往因?yàn)槿后w的基因組中存在數(shù)目巨大的多態(tài)性，因此多態(tài)位點(diǎn)的等位基因間存在廣泛的非隨機(jī)關(guān)聯(lián)，亦稱為L(zhǎng)D狀態(tài)。多個(gè)基因座等位基因間的連鎖不平衡結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生一系列的單倍型，單倍型的大小則受LD衰減程度的影響。不同物種的連鎖不平衡衰減距離不同，同一物種不同群體、同一群體不同座位的LD衰減距離也不同[16]。染色體上不同位置的連鎖不平衡程度也不相同，研究發(fā)現(xiàn)位于著絲粒附近片段的重組率比較低，LD水平則較高;然而染色體臂上的片段區(qū)域重組率相對(duì)較高，相應(yīng)LD水平則較低[17]。連鎖不平衡的衰減程度越高，則形成的單倍型越小[10]。

1.4?關(guān)聯(lián)分析與傳統(tǒng)連鎖分析的差異

關(guān)聯(lián)分析與傳統(tǒng)連鎖分析相比具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）關(guān)聯(lián)分析不必構(gòu)建專門作圖群體，而是運(yùn)用自然群體的遺傳多樣性，將復(fù)雜的性狀變異進(jìn)行分解。利用關(guān)聯(lián)分析構(gòu)建的群體不須要管制研究對(duì)象的交配方式，而傳統(tǒng)的連鎖分析以父母本雜交產(chǎn)生的子代群體為研究對(duì)象。相比而言，關(guān)聯(lián)分析可應(yīng)用的種質(zhì)材料更加廣泛。（2）關(guān)聯(lián)分析所研究的材料有較為寬泛的遺傳基礎(chǔ)，因此可同時(shí)對(duì)同一基因座的多個(gè)等位基因進(jìn)行檢測(cè)分析，相比絕大部分傳統(tǒng)連鎖分析，其所研究群體通常為2個(gè)親本雜交重組的后代，所以基因座一般只觸及2個(gè)等位基因。關(guān)于具備更小效應(yīng)的基因，關(guān)聯(lián)分析的發(fā)掘能力顯著高于傳統(tǒng)連鎖分析[13]。（3）關(guān)聯(lián)分析定位更精準(zhǔn)，能夠抵達(dá)單基因程度，由于關(guān)聯(lián)分析應(yīng)用在長(zhǎng)期進(jìn)化進(jìn)程中自然群體所積累的重組信息，因而可到達(dá)更高的分辨率，從而達(dá)到對(duì)QTL的精準(zhǔn)定位，甚至可直接定位到基因本身[10]。而傳統(tǒng)連鎖分析往往受到重組發(fā)生率的影響，進(jìn)而導(dǎo)致分辨率較低，一般認(rèn)為初級(jí)群體只能將QTL定位到10～20 cM的基因組區(qū)間內(nèi)，而次級(jí)群體可達(dá)到單基因水平[18-19]。（4）運(yùn)用的統(tǒng)計(jì)分析方法不同，傳統(tǒng)的連鎖作圖措施包含了單標(biāo)記分析、區(qū)間作圖、復(fù)合區(qū)間作圖以及貝葉斯區(qū)間作圖[13]。與此相比，適用于關(guān)聯(lián)分析作圖的統(tǒng)計(jì)方法較為匱乏。

2?關(guān)聯(lián)分析的基本策略

2.1?基于全基因組掃描的關(guān)聯(lián)分析

全基因組關(guān)聯(lián)分析（genome-wide association study，GWAS）是采用自然變異群體，聯(lián)合高密度分子標(biāo)記圖譜進(jìn)行掃描，進(jìn)而分析表型性狀與分子標(biāo)記之間關(guān)聯(lián)關(guān)系的有效方法，現(xiàn)已發(fā)展成為發(fā)掘復(fù)雜農(nóng)藝性狀遺傳變異的有效手段[20]。在以全基因組掃描為基礎(chǔ)的的關(guān)聯(lián)分析中，須要用散布于全基因組的高通量分子標(biāo)記對(duì)某物種大群體的全部基因進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)[8]。GWAS以群體中LD水平為基礎(chǔ)，借助成百上千的個(gè)體組成的定位群體，采用一定數(shù)量的SNP標(biāo)記構(gòu)建的高密度遺傳圖譜，從而與表型數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。近年來，基于GWAS技術(shù)已在多種植物表型研究中取得一定的進(jìn)展。代力強(qiáng)等以80份玉米核心自交系為關(guān)聯(lián)作圖群體，通過全基因組測(cè)序，篩選出16個(gè)與玉米粒長(zhǎng)緊密關(guān)聯(lián)的顯著性SNP標(biāo)記和3個(gè)候選基因[21]。劉靜利用高密度的小麥90K單核苷酸多態(tài)性（SNP）芯片對(duì)西南麥區(qū)192份小麥品種進(jìn)行株高性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)57個(gè)與株高顯著相關(guān)的SNP位點(diǎn)[22]。Feng等利用全基因組測(cè)序的472份油菜種質(zhì)，在染色體A03、A05、A07和C07上鑒定出8個(gè)QTL與株高顯著相關(guān)，在染色體A01、A03、A07和C07上的5個(gè)QTL被鑒定為與主枝數(shù)顯著相關(guān)[23]。目前，基于全基因組關(guān)聯(lián)分析已在各類植物物種深入研究，但在園藝植物中應(yīng)用報(bào)道較為匱乏。

GWAS一般采用5步進(jìn)行：（1）關(guān)聯(lián)群體的選擇。應(yīng)選擇遺傳變異豐富、表型差異較大、遺傳基礎(chǔ)較寬泛且應(yīng)盡量包含某物種全部的遺傳變異。（2）樣本基因分型?；诔Ｓ玫姆肿訕?biāo)記主要包括RFLP、AFLP、SSR及SNP等，隨著全基因測(cè)序技術(shù)的不斷發(fā)展，SNP標(biāo)記方法得到廣泛運(yùn)用。除了使用基因芯片進(jìn)行基因分型以外，還可直接重新測(cè)序獲得研究樣本個(gè)體的基因型，進(jìn)而更加全面地挖掘樣本基因組變異[20]。（3）群體構(gòu)造與個(gè)體親緣關(guān)系分析。GWAS通常以自然變異群體為研究對(duì)象，存在一定的遺傳結(jié)構(gòu)，其個(gè)體間也存在一定的親緣關(guān)系，因而有可能導(dǎo)致染色體間的LD水平提高，使得目標(biāo)性狀與不相關(guān)的標(biāo)記產(chǎn)生偽關(guān)聯(lián)。因此，檢測(cè)分析并矯正種質(zhì)材料的群體結(jié)構(gòu)有一定的必要。（4）目標(biāo)性狀的鑒定。目標(biāo)性狀評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性對(duì)于關(guān)聯(lián)分析的結(jié)果有重要影響，應(yīng)反復(fù)對(duì)種質(zhì)材料進(jìn)行多重表型分析鑒定。（5）關(guān)聯(lián)統(tǒng)計(jì)分析模型的選擇。隨著生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的不斷發(fā)展，關(guān)聯(lián)統(tǒng)計(jì)分析模型不斷得到完善，主要包含一般線性模型（GLM）和混合線性模型（MLM），通常可利用TASSEL軟件或ANOVA計(jì)算方法進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析[24]。

隨著第3代測(cè)序技術(shù)即單分子測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，植物中主要物種全基因組測(cè)序逐步完成，物種的基因組信息越來越豐富，進(jìn)而開發(fā)出大量的SNP標(biāo)記。全基因組關(guān)聯(lián)分析將成為今后植物數(shù)量性狀研究的有利工具[25]。

2.2?基于候選基因的關(guān)聯(lián)分析

基于候選基因關(guān)聯(lián)分析主要針對(duì)于目標(biāo)QTL區(qū)段內(nèi)候選基因進(jìn)行生物信息學(xué)分析，推定其生物學(xué)功能是否與數(shù)量性狀表型位于同一調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，或是輔以生理生化分析，從而快速確定QTL區(qū)間內(nèi)的候選基因，最終只針對(duì)篩選后的少數(shù)候選基因開展關(guān)聯(lián)分析[26]。早在2001年，Thornsberry等初次將關(guān)聯(lián)分析方法引入植物領(lǐng)域研究[27]。根據(jù)前人研究發(fā)現(xiàn)，dwarf8基因是一個(gè)與赤霉素的代謝相關(guān)且顯著影響玉米株高的基因[28]，而后Thornsberry等選用92份玉米自交系種質(zhì)對(duì)dwarf8基因的多態(tài)性進(jìn)行驗(yàn)證，研究表明dwarf8基因不僅影響玉米的株高，而且首次發(fā)現(xiàn)其中幾個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)與玉米開花期的變異性狀顯著相關(guān)[27]。此項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)意味著基于連鎖不平衡的關(guān)聯(lián)分析可能是進(jìn)行基因功能驗(yàn)證以及基因發(fā)掘的一種行之有效的辦法，為植物表型性狀研究提供了新思路[16]。近年來，基于候選基因的關(guān)聯(lián)分析已經(jīng)成功應(yīng)用于部分植物研究。Yu等以295份水稻材料在苗期進(jìn)行水稻耐鹽相關(guān)表型的全基因組關(guān)聯(lián)研究，獲得了93個(gè)候選基因，其中有6個(gè)與耐鹽表型具有高關(guān)聯(lián)[29]。Perez等以315份不同高粱材料，利用候選基因關(guān)聯(lián)作圖的方法，檢測(cè)油菜素內(nèi)酯生物合成和信號(hào)傳導(dǎo)基因與植物結(jié)構(gòu)性狀之前的標(biāo)記-性狀關(guān)聯(lián)，共檢測(cè)出26個(gè)油菜素內(nèi)酯基因的73個(gè)SNPs與目標(biāo)表型顯著相關(guān)[30]。于永濤利用94份玉米自交系驗(yàn)證了rab17基因與玉米籽粒產(chǎn)量相關(guān)聯(lián)[31]。Andersen等利用SNP分子標(biāo)記驗(yàn)證了PAL基因與玉米飼用品質(zhì)間相互關(guān)聯(lián)[32]。劉翠霞以150份葡萄雜交后代為試驗(yàn)材料，聯(lián)合RNA-seq技術(shù)初步篩選了32個(gè)候選基因參與單萜代謝[33]。國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果均表明，基于候選基因關(guān)聯(lián)分析是一個(gè)進(jìn)行鑒定候選基因功能的強(qiáng)有力的工具。

運(yùn)用關(guān)聯(lián)分析與功能基因標(biāo)記進(jìn)行分子標(biāo)記輔助育種（molecular marker-as-sisted selection，MAS），有以下2個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：（1）由于選擇的就是基因本身，因而可以保證選擇的準(zhǔn)確性，從而提高選擇效率;（2）能夠采用關(guān)聯(lián)分析針對(duì)定向的影響性狀變異的功能區(qū)域進(jìn)行特定選擇，從而保障選擇效果。關(guān)聯(lián)分析聯(lián)合功能基因標(biāo)記將是今后分子輔助育種發(fā)展的目標(biāo)。采用功能性分子標(biāo)記的辦法進(jìn)行MAS以及植物種質(zhì)鑒定，對(duì)加速育種世代選擇、縮短育種年限、保護(hù)植物知識(shí)產(chǎn)權(quán)具有極其重要的意義[56]。

3.4?關(guān)聯(lián)分析與數(shù)量性狀的研究

植物中許多重要的表型性狀如產(chǎn)量、生理特征、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)以及抗逆性等多屬于數(shù)量性狀，往往采用傳統(tǒng)的常規(guī)育種時(shí)效率不高，基于目前的科技發(fā)展，采用分子育種技術(shù)育種將是未來的發(fā)展方向。關(guān)聯(lián)分析作為一種高效的QTL鑒定工具，未來可在分子育種中起到一定的重要作用[10]。連鎖分析以及關(guān)聯(lián)分析均在數(shù)量性狀的研究中起關(guān)鍵作用，由于它們對(duì)數(shù)量性狀基因座定位的精確和寬泛、提供的信息量豐富以及統(tǒng)計(jì)方法準(zhǔn)確等方面具備顯著的互補(bǔ)效應(yīng)，因此研究者通?？上壤眠B鎖分析初步定位控制目標(biāo)表型性狀等位基因的位置，進(jìn)而使用關(guān)聯(lián)分析則可快速對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行精細(xì)定位，且根據(jù)特定候選基因提供豐富信息，從而驗(yàn)證候選基因功能。因此，應(yīng)當(dāng)聯(lián)結(jié)連鎖分析和關(guān)聯(lián)分析各自的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)數(shù)量性狀開展縱向和橫向的分析，以達(dá)到加快數(shù)量性狀基因的鑒定、分離以及克隆，最終為深入了解數(shù)量性狀的遺傳學(xué)和分子生物學(xué)基礎(chǔ)，更重要的是為植物數(shù)量性狀的遺傳改良提供新的契機(jī)[16]。

4?各類分子標(biāo)記在關(guān)聯(lián)分析中的應(yīng)用

4.1?SRAP分子標(biāo)記

相關(guān)序列擴(kuò)增多態(tài)性（sequence-related amplified polymorphism，SRAP）標(biāo)記是基于PCR技術(shù)的第2代分子標(biāo)記，目前已廣泛運(yùn)用于植物的遺傳多樣性分析、遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建、測(cè)序以及基因克隆等方面[64]。李仁偉利用SRAP分子標(biāo)記對(duì)58份大菊種質(zhì)的數(shù)量性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)研究，結(jié)果表明有6個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)與花部性狀顯著相關(guān)[65]。丁澤婷等采用20份柱花草種質(zhì)進(jìn)行表型性狀與SRAP標(biāo)記關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有15個(gè)SRAP標(biāo)記與鮮質(zhì)量相關(guān)聯(lián)，1個(gè)SRAP標(biāo)記與株高顯著相關(guān)[66]。羊杏平等利用46對(duì)SRAP引物組合對(duì)35份西瓜核心種質(zhì)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，將枯萎病抗性與SRAP多態(tài)性標(biāo)記進(jìn)行回歸分析，檢測(cè)到1個(gè)與抗病性顯著關(guān)聯(lián)的SRAP位點(diǎn)[67]。隨著第3代分子標(biāo)記的發(fā)展，基于SRAP分子標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析研究應(yīng)用越來越少。

4.2?SSR分子標(biāo)記

簡(jiǎn)單序列重復(fù)（simple sequence repeats，SSR）原理為基因組中一般由1～6個(gè)核苷酸組成的基本單位反復(fù)多次構(gòu)成的一段DNA，其廣泛分布在基因組中的不同位置。譚文麗采用80對(duì)SSR引物對(duì)149份木薯種質(zhì)進(jìn)行全基因組多態(tài)性位點(diǎn)掃描，并通過關(guān)聯(lián)分析方法，結(jié)果表明，有151個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)與21個(gè)性狀相關(guān)聯(lián)，最終發(fā)現(xiàn)m224-c位點(diǎn)與株高極顯著關(guān)聯(lián)[68]。吳靜等利用經(jīng)過篩選得到的11對(duì)SSR標(biāo)記對(duì)99份紫斑牡丹種質(zhì)進(jìn)行多態(tài)性掃描，進(jìn)而分析其遺傳多樣性和群體結(jié)構(gòu)，采用一般線性模型進(jìn)行標(biāo)記與表型性狀關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)5個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)與6個(gè)性狀顯著關(guān)聯(lián)[69]。潘磊等利用156對(duì)多態(tài)性SSR引物對(duì)83份豇豆種質(zhì)材料進(jìn)行產(chǎn)量性狀與分子標(biāo)記全基因組關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果表明，有10個(gè)SSR標(biāo)記位點(diǎn)與8個(gè)表型性狀關(guān)聯(lián)，主要散布在LG2、LG3、LG4、LG7、LG11連鎖群上[70]。Yu等以99份多年生黑麥草種質(zhì)為材料，利用109對(duì)SSR標(biāo)記進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)其中15個(gè)SSR標(biāo)記與淹水脅迫下葉色、葉綠素?zé)晒?、最大株高以及相?duì)生長(zhǎng)速率的降低顯著相關(guān)[71]。近年來，利用SSR分子標(biāo)記進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析以及挖掘基因功能位點(diǎn)的研究越來越多，由此可見，關(guān)聯(lián)分析對(duì)于找尋與植物表型性狀緊密連鎖的SSR標(biāo)記有顯著作用，從而可有效應(yīng)用于分子標(biāo)記輔助育種。

4.3?SNP分子標(biāo)記

植物基因組中的核苷酸多態(tài)性主要有3種，包括插入、缺失以及單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP）。其主要工作原理是在基因組水平上，由單個(gè)核苷酸堿基轉(zhuǎn)換或顛倒而引起的DNA序列多態(tài)性，又因?yàn)榛蚪MDNA的任何堿基均有可能發(fā)生變異，因此單核苷酸多態(tài)性幾乎遍布整個(gè)基因組，SNP是植物中普遍存在的一種分子標(biāo)記[72]。Zhou等利用533份水稻種質(zhì)中的650萬個(gè)SNP進(jìn)行柱頭外露和相關(guān)花性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析，共鑒定了23個(gè)與柱頭外露和相關(guān)花性狀顯著相關(guān)的基因組位點(diǎn)[5]。Wang等對(duì)144份玉米自交系種質(zhì)中的45 868個(gè)SNP位點(diǎn)進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，18個(gè)SNP與玉米中黑穗病抗性顯著相關(guān)[73]。劉翔攀采用238份玉米自交系種質(zhì)材料，利用關(guān)聯(lián)分析找到相應(yīng)的SNP，最終發(fā)現(xiàn)與單株產(chǎn)量降幅相關(guān)的SNP有15個(gè)，分別位于2、3、4、5、6、7、8號(hào)染色體上[74]。蔣俊利用593份雜交桃后代為試驗(yàn)材料，對(duì)親本及雜交群體進(jìn)行SNP位點(diǎn)檢測(cè)，從而構(gòu)建遺傳連鎖圖譜以及針對(duì)簡(jiǎn)單性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析，最后得到與果實(shí)酸度關(guān)聯(lián)的SNP標(biāo)記，為SNPIGA545261[75]。許理文等采用240份DH系為關(guān)聯(lián)作圖群體，利用SNP芯片進(jìn)行基因型分析，構(gòu)建連鎖圖譜，對(duì)DH群體進(jìn)行容重性狀鑒定，結(jié)果表明，共檢測(cè)到5個(gè)控制玉米容重的QTL[76]。隨著分子標(biāo)記技術(shù)的快速發(fā)展，SNP標(biāo)記技術(shù)在遺傳多樣性、遺傳基礎(chǔ)分析、針對(duì)重要性狀的基因定位、進(jìn)行分子輔助育種與SNP標(biāo)記開發(fā)、種質(zhì)鑒定等植物育種方面的研究進(jìn)展中起到了不可替代的作用[77]。

4.4?SCoT分子標(biāo)記

目標(biāo)起始密碼子多態(tài)性分子標(biāo)記（start codon targeted polymorphism，SCoT）則是在2009年由Collard和Mackill共同開發(fā)的一種新型分子標(biāo)記方法[78]，該方法具備操作簡(jiǎn)單、可有效產(chǎn)生與性狀連鎖的標(biāo)記、重復(fù)性好、引物設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單并具有通用性等一系列優(yōu)點(diǎn)。Rahimi等利用24個(gè)SCoT引物對(duì)39份車前草種質(zhì)進(jìn)行全基因關(guān)聯(lián)作圖，使用Q和K因子的MLM模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果得到16個(gè)與穗質(zhì)量、株高、穗長(zhǎng)以及千粒質(zhì)量等性狀相關(guān)的SCoT標(biāo)記[79]。Yan等使用18個(gè)EST-SSR和21個(gè)SCoT標(biāo)記檢測(cè)了75份果園草種質(zhì)中的銹病性狀，利用TASSEL軟件進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)了20個(gè)標(biāo)記與銹病性狀顯著相關(guān)[80]。楊旭旭利用59份大菊種質(zhì)，通過測(cè)量其表型性狀，進(jìn)而結(jié)合SCoT分子標(biāo)記進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，共發(fā)現(xiàn)23個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)與7個(gè)性狀關(guān)聯(lián)，其中有18個(gè)位點(diǎn)與花部性狀顯著相關(guān)[81]。袁王俊等采用10條SCoT引物對(duì)99份菊花種質(zhì)的基因組變異進(jìn)行掃描，從而分析種質(zhì)的群體結(jié)構(gòu)，運(yùn)用一般線性模型和混合線性模型方法對(duì)10個(gè)表型性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，共發(fā)現(xiàn)3個(gè)SCoT位點(diǎn)與花序直徑相關(guān)聯(lián)[82]。韓國(guó)輝利用20條SCoT引物對(duì)92株Wan2橘橙×Li2甜橙雜交群體進(jìn)行多樣性分析，最終得到30個(gè)SCoT標(biāo)記被定位在已構(gòu)建的9個(gè)連鎖群上[83]。SCoT作為一種新型的目的基因分子標(biāo)記，目前已在部分植物中得到應(yīng)用，包括種質(zhì)資源遺傳多樣性與親緣關(guān)系分析、種質(zhì)鑒定與指紋圖譜等，但絕大多數(shù)只停留在對(duì)研究材料PCR體系的優(yōu)化，而在基因差異表達(dá)和高密度分子遺傳連鎖圖譜以及重要性狀精細(xì)定位和功能基因克隆等方面應(yīng)用相對(duì)較少[84]。

5?展望

植物關(guān)聯(lián)分析正處在快速發(fā)展的時(shí)期，隨著關(guān)聯(lián)分析方法的日益完善和更加便利準(zhǔn)確的分析軟件不斷開發(fā)，特別是高通量測(cè)序技術(shù)以及基因芯片技術(shù)研究的不斷發(fā)展，基于全基因組掃描的關(guān)聯(lián)分析方法將會(huì)幫助研究者在更多的植物物種中、更大的范圍內(nèi)完成關(guān)聯(lián)分析。到目前為止，關(guān)聯(lián)分析只在少數(shù)經(jīng)濟(jì)作物如油菜、大豆、油菜等中研究較為廣泛，而在一些園藝植物中，應(yīng)用關(guān)聯(lián)分析進(jìn)行功能基因定位研究報(bào)道極其匱乏，尤其基于候選基因關(guān)聯(lián)研究只掃描到植物基因組的一小部分，且基于候選基因關(guān)聯(lián)作圖的成功的研究成果很少。因此，具有高密度的SNP覆蓋度、大的樣本、小的群體結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)分析在復(fù)雜性狀的分解上具有非常重要的發(fā)展前景[13]。值得關(guān)注的是，關(guān)聯(lián)分析對(duì)于遺傳多樣性偏低的群體作圖效果不如傳統(tǒng)QTL作圖，因此對(duì)于一些植物復(fù)雜數(shù)量性狀的解析中仍然不能撇棄傳統(tǒng)的連鎖作圖。在研究中應(yīng)當(dāng)將關(guān)聯(lián)分析和傳統(tǒng)QTL作圖優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可先用連鎖分析來對(duì)QTL進(jìn)行初步定位，然后采用關(guān)聯(lián)作圖來對(duì)其進(jìn)行精細(xì)定位，QTL作圖與關(guān)聯(lián)分析的綜合利用將會(huì)是未來遺傳連鎖分析的發(fā)展方向。伴隨著植物基因組學(xué)的飛速發(fā)展和不斷完善，基于關(guān)聯(lián)分析挖掘新的功能基因、開發(fā)新標(biāo)記以及定位優(yōu)異性狀將成為未來植物種質(zhì)資源研究以及良種選育的重要方法和手段。

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