杂交群体交换单株筛选方法

在使用杂交群体定位QTL的过程中，交换单株的选择是至关重要的。

首先需要明白什么是交换单株。父本植物（基因型为AA）与母本植物（基因型为BB）杂交，得到的F1代含有来自A与B各一半的染色体，所以F1的基因型则为AB。在F1代所有的染色体位置，其基因型都为杂合（即AB）。然后我们利用F1植物进行自交，F1植物在减数分裂形成配子时，一部分染色体发生姐妹染色单体片段互换，也有一部分染色体并不发生姐妹染色单体片段互换。之后这些配子遵循自由组合定律，形成基因型不同的F2代的基因型。最为我们知道的F2代的基因型有以下三种：AA、AB与BB，这三种基因型代表F1代在形成配子时其染色体完全没有发生交换。而更常见的则是在染色体的不同位置发生了交换的组合，含有这样的染色体的F2代植物才能被称为交换单株。由此我们知道F1代不能被称为交换单株。如下图，F2-139,F2-205,F2-31,F2-85等都是交换单株。

F2代基因型分析

在由F2:3群体定位QTL的过程中，筛选合适的交换单株对mapping是至关重要的。一个合适的交换单株甚至能将QTL直接定位到单个基因。筛选交换单株主要是根据亲本在某一区间内基因型的差异而设计合适的maker来进行的。父母本在某一段区间内的variation主要包括SNP与Indel。

我们需要知道SNP与Indel是什么。首先，SNP与Indel是在自然群体中广泛存在的。它们与所谓的mutation是完全不同的概念。mutation是某一DNA序列在经历某种诱变发生了改变，如EMS诱变导致DNA序列发生改变，这叫mutation。而不同水稻品种在某一基因上存在差异，这不叫mutation。如下图，SNP是针对一个核苷酸而言，不同品种的植物在一个特定位置的核苷酸有A、T、C、G的variation叫SNP。而一些品种在某一位置的核苷酸在其他品种相对应的位置没有核苷酸匹配，那这一位置就是indel。

SNP与Indel

筛选交换单株主要是根据父母本的核苷酸的差异设计合适的molecular maker来进行的。筛选交换单株主要有以下四种方法：

最优选择则是在目标区间选择在父母本之间存在indel的区域设计maker，通过跑PCR以及琼脂糖凝胶电泳区分F2代单株在此位置的基因型与父本相同还是与母本相同，又或者是杂合状态。

Indel maker是可遇不可求的，往往在特定区间可选择的indel maker是有限的。这时候就不得不选择SNP maker了。如果筛选的交换单株比较少，则可以对每个交换单株进行一代的sanger测序来确认每个F2代的基因型。如果筛选的F2代单株较多，则可以使用KASP技术对F2代单株进行基因分型。

当然随着测序技术的发展，筛选交换单株还可以使用Hi-Tom技术与40K-液相芯片技术来进行。

我本人对于Hi-Tom技术与40K-液相芯片技术也不是很懂，所以先自己补习一下！期待下次能介绍一下！