同源四倍体物种复杂遗传性状多基因定位解析的理论与方法研究

许多重要作物及经济动物都是多倍体，其中最具代表性的是栽培马铃薯。随着世界人口快速增加、气候和环境不断恶化，可种植水稻、小麦等作物的耕地面积急剧下降，人类面临着前所未有的粮食安全危机。相对于水稻、小麦等常规作物而言，营养均衡的马铃薯对栽培的水、肥和土壤条件要求更低而产量更高，成为全球粮食安全战略中最重要的粮食作物之一。目前我国马铃薯生产仍处于较低水平，利用遗传标记辅助作物育种培育高产、抗逆、优质品种是提高其生产效率最有效的途径。然而同源四倍体物种遗传规律的特殊性与复杂性使得该物种遗传分析的理论与方法远滞后于二倍体，进而导致多基因性状QTL定位分离这一重要的研究工作在四倍体中几乎处于空白。本项目拟发展适合于同源四倍体物种QTL定位分析的科学理论与实验分析方法，并辅以栽培马铃薯遗传标记筛选与抗旱性测定的实验研究，以期为同源四倍体基因组QTL定位分析提供严格科学依据与研究方法。

本项目以建立适用于同源四倍体物种复杂数量性状多基因遗传标记辅助定位的理论与方法为主要研究目标。其具体的研究内容涉及到三个主要方面：1）适合于同源四倍体物种的数量性状基因遗传效应统计模型以及模型参数估计与显著性检验的统计学方法的构建；2）在严格的四体遗传模型下，遗传标记位点和控制数量性状主效QTL (quantitative trait loci) 之间连锁分析的理论和方法以及QTL遗传标记辅助定位的理论方法；3）这些新建立的理论模型和统计分析方法的可靠性、可行性以及统计学性质的检验。该项目为在同源四倍体物种中开展数量性状遗传学研究提供了必需的理论依据和科学分析方法。