在遗传育种研究中,我们经常会听到RIL系和NIL系,那么它们到底是什么呢?
Figure 1. Comparison of introgression (A) and recombinant inbredlines (B)
重组自交系(Recombinant Inbred Line, RILs):通过多代自交从杂交后代中选育出的同质系。RILs用于定位数量性状基因(QTLs)和基因功能研究,因为每个RIL在基因组上都有不同的重组,且基因型是固定的。
构建过程
杂交:选择两个亲本,进行杂交以产生F1代。
自交:对F1代进行连续多代自交(通常6-8代),每代选择一个子代继续自交,直到后代在大多数基因座上趋于纯合,获得RILs。
特点
基因型稳定:由于多代自交,RILs在基因组上的大多数位点已经趋于纯合。
丰富的重组:在自交过程中发生了大量的基因重组,使每个RIL具有独特的基因组合。
可重复性高:由于基因型稳定,RILs的表型表现也较为稳定,可在不同实验中重复使用。
应用
数量性状基因定位(QTL Mapping):RILs是QTL分析的理想材料,通过测量多个RIL的表型,并结合基因型数据,可以定位控制数量性状的基因座。
遗传多样性研究:RILs可用于研究种群中的遗传变异和基因互作。
基因组关联分析(GWAS):RILs的稳定性和多样性有助于高效进行GWAS,揭示性状与基因型之间的关联。
作物育种:在育种中,RILs用于筛选具有优良性状的品种。
近等基因系(Near Isogenic Line,NIL):通过回交和自交,将某个目标基因或染色体片段引入到一个背景相似的遗传背景中,最终获得的仅在目标基因或片段上有所差异的同质系。NILs常用于精细定位QTLs和验证基因功能。
构建过程
初始杂交:选择两个亲本,其中一个亲本携带目标基因或感兴趣的染色体片段。
连续回交:将F1代与目标基因背景的亲本进行多次回交(通常6-8代),每次选择携带目标基因的个体进行回交。
自交:最后进行几代自交,使目标基因纯合,并获得近等基因系。
特点
遗传背景相似:NILs的遗传背景与受体亲本几乎完全相同,唯一不同的是目标基因或染色体片段。
精确性高:NILs适合精细定位目标基因,因为背景基因型差异最小,可以排除其他基因的干扰。
功能验证:由于只有目标基因不同,NILs非常适合用于基因功能验证和研究基因互作。
应用
精细基因定位:NILs用于进一步精细定位在QTL分析中发现的目标基因,以确定其具体位置。
基因功能验证:通过比较NILs与受体亲本的表型差异,验证目标基因的功能。
基因互作研究:NILs可以用于研究不同基因之间的互作关系,通过引入不同的目标基因,观察其相互作用对表型的影响。
作物改良:NILs用于将特定有利基因引入优良品种中,提高作物的特定性状,如抗病性、产量等。
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