多亲本交配设计及其遗传分析方法研究

QTL作图（包括连锁分析和关联分析）是目前数量性状遗传分析的常规方法。利用多个亲本衍生的群体进行遗传研究可以结合连锁分析和关联分析的优点并克服二者的局限性，基于多亲本的交配设计及其遗传分析方法正成为数量遗传研究的热点之一。本项目通过研制交配设计模拟工具研究不同交配设计的遗传和育种效用；对国际上最新提出的巢式关联作图（NAM）设计进行系统的遗传学分析和统计学研究，提出适宜于NAM群体的QTL作图方法，通过计算机模拟和田间数据评估方法的有效性；在QTL作图软件QTL IciMapping中实现提出的方法，以便应用。本项目中多亲本交配设计模拟工具将为比较不同设计的有效性提供手段，NAM群体遗传分析方法将更准确地定位QTL并估计其遗传效应，这些研究结果将丰富并发展植物数量性状遗传分析方法。

随着近年来新的多亲本交配设计的提出，由于缺乏对这些交配设计的系统性研究，国内外专家学者对其遗传分析方法和育种效用尚无明确的答案，仍处于探索阶段。本项目通过研制多亲本交配设计模拟工具和研究巢式关联作图（NAM）群体的遗传学分析方法，为明确不同交配设计的遗传和育种效用提供了工具，丰富和发展了基于不同交配设计衍生的群体的遗传分析方法。主要研究结果如下。1、研制了交配设计模拟工具，并集成在育种模拟软件QuLine中。2、提出了基于NAM设计的多群体联合连锁分析新方法JICIM。3、推导出20种双亲作图群体重组率估计的计算方法并研究其构建连锁图谱的可靠性。4、提出了有效的双亲作图群体连锁图谱构建算法和多群体整合连锁图谱构建算法。5、发布了连锁图谱构建和基因定位集成软件QTL IciMapping 3.3版，该版本具有八大功能和两个分析工具。本项目开发的重组率估计算法、连锁图谱构建算法、多个图谱的整合算法和JICIM都实现在了该软件中，方便用户使用。6、对复合性状用于遗传分析的有效性进行了系统分析和解答。7、提出了QTL作图中LOD临界值的经验估计方法。