Mapmaker30和作图软件使用.doc

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1、实 验 室 研 究 与 探 索第 31 卷 第 11 期 2012 年 11 月Vol 31 No 11RESEARCH AND EXPLORATION IN LABORATORY Nov 2012 和作图软件使用Mapmaker3 0王竹林， 杨睿， 杨兴圣， 刘曙东， 胡甘( 西北农林科技大学 农学院，陕西 杨凌 712100)摘 要: 构建各种生物体的遗传连锁图谱成为分子遗传学和作物育种领域 QTL 定位的热点。Mapmaker3 0 是 当 前 普遍用于遗传连锁距离计算的软件。Mapmaker3 0的使用首先要准备标记数据文件，然后用 Sequence 命令输入欲分析的标记座 位，接着

2、键入 Group 命令 指 导 程 序 将 Sequence 中的标记分为不同的连锁群，接 下 来，程序在一个连锁群内部决定最有可能的标记排列次序，计算一个连锁群中所 有的标记每一个可能的次序最大似然图谱，比较这些图谱的可能性并找出最合适 图谱，这部分工作用 Compare 命令完成，再用 sequence 和 map 命令得到标记之间的 连锁数据。之后，将这些数据按 Genemap 或 MapDraw 分析软件所要求的数据格式 输入，通过对这 2 个软件的正确使用，就可得到需要的遗传连锁图谱图形文件。关键词: Mapmaker3 0;中图分类号:Q-31Genemap; MapDraw;文献

3、标志码:A遗传连锁图谱; 连锁距离文章编号:1006 7167( 2012) 11 0062 04The Use of Mapmaker 3 0 and Mapping SoftwareWANG Zhu-lin， YANG Rui， YANG Xin-shen， LIU Shu-dong， HU Gan( Agronomy College，Northwest AF University，Yangling 712100，China)Abstract: The construction of a genetic linkage map of various organisms is a hot s

4、pot in the field of molecular geneticsand QTL mapping in plant breeding Mapmaker3 0 is currently widely used for genetic linkage distance calculation The marker data file must be prepared first when using Mapmaker3 0 The“Sequence”command is used to add all analyzed marker seat Then the “Group”comman

5、d is entered to guide the program to divide all markers into different linkage group Next，the most likely marker order within a linkage group is determined by program The maximum likelihood map for each possible sequence of every marker in a linkage group is calculated and compared and the most like

6、ly order of marker is determined with “Compare”command After that，command “Sequence ”and “Map ”are used to get linkage data between markers Finally，Software Genemap or MapDraw which can obtain the linkage data format required is used to obtain the graphic file of genetic linkage mapKey words: Mapmak

7、er3 0; Genemap; MapDraw; genetic linkage map; linkage distance掀起，构建各种生物体的遗传连锁图谱成为分子遗传学和作物育种领域 QTL 定位的热点1-4。利用分子标 记构建遗传图谱的基本步骤是: 选择适合作图的分 子标记和用于建立作图群体的亲本组合; 建立分离 群体和测定分离群体中不同个体的标记基因型; 对 标记基因型数据进行连锁分析，构建标记连锁图，将引言0近几年来，生物基因组研究的热潮在世界范围内收稿日期:2011 12 22基金项目:国家自然科学基金项目( 30971768) ; 西北农林科技大学 唐仲英育种基金资助作者简介:王

8、竹林( 1965 ) ，女，湖北老河口人，博士，高级实验师，标记定位到染色体上5。在对标记进行连锁分析时，计算机技术与应用得了大量分子标记的数据以后，由于计算的复杂性必须借助计算机软件才能对大量数据进行分析和处理。 自 20 世纪 70 年代第一个通用连锁分析软件推出以 后，现在已有各种各样的软件用于标记遗传连锁距离群体 通过自交) 、RI self( 重组近交系 通过自交或近交) 。文本数据文件的第 2 行包含用空格分开的 3 个数据，如: 218 114 0。这 3 个数据的第 1 个值代表子 代的个数( 如 218) 。第 2 个值表示提供的资料中遗传 标记的个数( 如 114) 。第

9、3 个值表示资料中数量性状 的个数( 如 0) 第 3 行及以下就是前面已经存入的标记Mapmaker306-7、 Mapplotter8、的 计 算。 如Icimapping9、F2 lnkgsilk10JoinMapTM Version和3 011等。遗传图谱计算中的 Mapmaker3 0 是 1 款应用最广的优秀的遗传距离计算的软件6，这 1 软件 的使用程序复杂，程序使用方法多是口口相传。不利 于软件的大众化使用。遗传距离计算结束后，掌握图 谱构建的软件也很重要。本文对当前普遍用于遗传连 锁距离计算的软件 Mapmaker3 0 和常用连锁图绘制 软件 Genemap 和 MapDr

10、aw 的功能、数据结构和基本操 作命令与步骤作一介绍，有助于广大科研工作者对软 件的使用和图谱的构建。图 2 文本文件格式和遗传代码。MAPMAKER3 0 基本操作命令与步骤Mapmaker3 0 软件使用1 21( 1)preparedata ( 或 pd) 。该命令导入原始数据1 1数据准备并进行预处理，格式: pd 文件名 txt。( 1)标记 数 据 输 入 excel 表。格式如图 1。第一( 2)photo。该命令将后面的操作及结果保存在列为标记名称，标记名称前加“* ”号。后面为群体各单株的标记带型。软件默认的 F2 回交群体( BC1 ) 的 代码: “A”为轮回亲本基因型的

11、纯合体。“H”为杂合 体。“”为某个体的数据在该位点中缺失。对于 F2 杂交群体的数据，默认的代码为: “A”为该位点来自亲 本 a 的纯合等位基因。“B”为该位点来自亲本 b 的纯 合等位基因。“H”为同时携带 a 和 b 的两个等位基因 的杂合体。“C”为 a 的等位基因的非纯合体( 要么是 bb 基因型，要么是 ab 基因型) 。“D”为 b 的等位基因 的非纯合体( 要么是 aa 基因型，要么是 ab 基因型) 。 “”为某个体的数据在该位点中缺失。对于 RI 群体 的数据，默认的代码: “A”为亲本基因型 a 的纯合体。 “B”为亲本基因型 b 的纯合体。“”为某个体的数据 在该位点

12、中缺失。一个文本文件中，使用格式: photo 文件名 out( 3)( 4) ( 5)error detection。cent kosa。sequence ( 或 s) 。该命令用于: 指定哪些位点参与连锁分 析，使 用 格 式:s (sequence或locusllocus2，如果所有的位点都参与连锁分析可使用命令: s all。对某连锁群内的位点需要确定相 对位置之前，使用格式: s locus1locus2 某一连 锁群内的各位点已确定最优顺序后进行作图前，使用 格式: slocus 1locus2。( 6)group 。该命令是对指定的位点通过 2 点分析来推测可能有的连锁 群。 使

13、 用 格 式: group 最 小LOD 最大图距。默认的 LOD 值为 3 00，LOD 值为两 个似然函数之比的对数值，LOD = lg L( r) / L( 0 5) ，其 中 r 为重组率。最大图距为 50 00。如下图所有标记 被分成 11 个 group( 图 3) 。图 1 Mapmaker3 0 excel 表数据输入格式( 2) 将 此 数 据 另 存 为“文 本 文 件 ( 制 表 符 分 隔 )* txt”。( 3) 打开文本文件，编写文本文件 ( 图 2) 。文本 数据文件的第一行顶格输入以下内容: data type X。X 为下列数据类型之一，F2 intercro

14、ss( F2 杂交群体) 、F2 backcross ( F2 回交群体，例如 BC1) 、F3 self ( F3 杂交图 3 标记分组情况64实 验 室 研 究与探 索第 31 卷( 7 )make chromosome: 将 group 用染色体名称代依上例完成所有染色体的图距计算。替，如用 c7 代表 group7。( 14)quit。命令之后按“Y”保存数据、退出程序。( 8 )作) 。( 9)c7 上。( 10) ( 11)sequence group7 ( 演示其中一个 group 的操2完整遗传连锁图谱的绘制anchor: 将分到 group7 的标记锚定到染色体Genemap

15、 软件使用数据准备2 12 1 1sequence 49 55 90 100 。compare: 该命令是对某个特定的序列计算将每次产生的各连锁群的数据存入文本文件，第一列为标记名称，第二列是标记之间的距离，0 代表 1 个染 色体的起始，有多少个 0 表示多少个连锁群( 图 6) 。最大似然值，并从大到小排出前 20 个( 默认值) 最优位点顺序图( 图 4) 。图 6 Genemap 数据输入格式运行程序2 1 2打开 genemap 软件，输入文件名，回车，出现选择界面，如果想 1 页 1 个连锁群，按 1，回车。如果 1 页 4个连锁群，按 2，回车。图 4 最优位点排序( 12)se

16、quence 55 49 90 100。导入上面 compare得出的最优标记排序。( 13) map。该命令是对指定的某连锁群最优位 点的顺序排列进行作图，计算两两标记间的图距，单位 为厘摩( cM) ( 图 5) 。图形处理2 1 3产生连锁群图之后，按 ctrl R，产生黑白反转。然后用“copy to clipboard ”命令将图形拷贝到剪贴版上，再启动某图形软件以后用“paste”命令即可出现如下画面( 图 7) ，然后进行常规的图象处理即可。2 2MapDraw 软件使用2 2 1数据准备用 Mapmaker3 0 遗传作图软件分析得到各标记 的遗传连锁数据。图 5 标记图距输入

17、连锁数据异。希望今后有更多更优秀的实用生物信息软件被介绍出来。参考文献(References):2 2 2打开具有 MapDraw 宏的 Excel 文件，添加 1 张空的电子表格，在电子表格的第 1 列输入标记之间遗传 距离，第 1 列第 1 行输 0 或留为空，第 2 列输入标记的 名称，使第 1 列的数据为第 2 列相邻两标记的遗传距 离，若有多个连锁群请相继在后面输入12。1 何祯祥，林国忠，施季森 遗传作图软件应用及辅助软件的研制J 南京林业大学学报，1999，23( 3) : 1-52李凤岚，马小军 药用植物分子遗传图谱研究进展J 中草药，2008，39 ( 1) : 129-13

18、3童春发 林木遗传图谱构建和 QTL 定位的统计方法J 南京 林业大学学报( 自然科学版) ，2004，28 ( 1) : 109-110运行宏2 2 3按 Alt快 捷 键 就 可 打 开 宏 的 列 表，执 行+ F83MapDraw 宏即可得到美观的遗传连锁图12。4朱德威，陈庆富 普通小麦遗传图谱研究现状与展望J 种子，结语32010，29( 3) : 64-69方宣钧，吴为人，唐纪良 作物 DNA 标记辅助育种M 北京:科学出版社，2001: 22Lander ES， Green P， Abrahamson J， et al Mapmaker: an interactive comp

19、uter package for constructing primary genetic linkage maps of experimental and natural populationsJ Genomics，1987 ( 1) : 174-181赖运平，李俊，董雪芳，等 Mapmarker / Exp 3 0 遗传图谱构建中5随着生物技术的突飞猛进，生物技术分析产生的结果越来越大，越来越多。信息量呈指数级上升。这 些海量信息的分析只能借助计算机的分析软件完成。 当今做生物技术研究的人如果只会做实验而不会用生 物分析软件，或这种能力很弱，等于只有一条腿走 路，将是行不通或走不远的13。

20、Mapmaker3 0 是一种 构建遗传图谱的最常用软件，但它也存在不足之处，原 始数据的格式要求严格，增加了遗传图谱构建研究者 在原始数据文件制备中的难度和工作量; 无法得到连 锁图图型文件; 缺乏对原始数据的检查与分析( 如标 记的偏分离情况) ，影响作图的精确性甚至产生错误 的结果; 没有 1 个通用的数据接口，无法将构建遗传连 锁图谱的数据进一步与数据库挂接，缺乏数据的可移 植性和信息的交流; 命令行形式操作，界面不友善，没 有经验的人很难使用。为了弥补这些不足，很多新的 辅助分析软件和解决问题的 方 法 被 推 出。 刘 仁 虎 等12专门开发了软件 Mapdraw 来绘制遗传连锁图

21、， 以弥补其在绘图方面的不足。2005 年，吴吉祥等10 针对雌性个体染色体不发生交换的特别现象，开发了 一种新的作图方法软件 F2lnkgsilk，段雪梅等14认为 此软件在计算重组率时考虑了家蚕这一类的雌蚕完全 连锁现象，避免了过多计算重组子，因而所得到的分 析结果更具有真实性。何祯祥等1 作了遗传作图软 件辅助软件的研制。吴为人等15 提出了利用混合分 离分析法和 Mapmaker3 0 软件定位互作基因的策略。 赖运平7等和邢光南16等提出标记分群不应强求同 一 LOD 值。随着生物信息学的迅猛发展，生物分析 软件的种类层出不穷，版本的升级换代也可谓日新月67重要参数设置初步探讨 西南

22、农业学报，2009，22 ( 6 ) : 1508-15138沈利爽，郑先武，朱立煌 Mapplotter 一个输出遗传图谱、图示基因型和 QTL 曲线图形的软件J 遗传，2000，22 ( 3 ) :172-174Li H H，Ye G Y， Wang J K A modified algorithm for the improvement of composite interval mapping J Genetics，2007 ( 175) : 361-374Wu J X，Zhu J，Jenkins J N，et al Constructing lingkage maps with ac

23、hiasmatic gametogenesisJ Acta Genetic Sinica，2005，32( 6) :608-615周淼平，张 旭，任丽娟，等 用 JoinMap3 0 初步构建小麦遗传 连锁图J 江苏农业学报，2003，19( 3) : 133-138刘仁虎，孟金陵 MapDraw，在 Excel 中绘制遗传连锁图的宏 J 遗传，2003，25( 3) : 317-321韦荣编，邱高峰，张 源 几种常用生物分析软件的特点及其使 用简介J 生物技术通报，2003( 3) : 30-34 段雪梅，徐海明，徐世清，等 应用于家蚕 F2 代分离群体的两种 连锁作图方法的作图效果比较J

24、蚕业科学，2008，34 ( 1 ) :128-131吴为人，黄碧光 利用混合分离分析法和 Mapmaker / Exp 软件定 位互作基因的策略J 科学通报，2006，51( 18) : 2134-2138 邢光南，赵团结，盖钧镒 关于 Mapmaker / Exp 遗传作图中标记910111213141516分群和排序操作技术的讨论J 作物学报，2008，34 ( 2 ) : 217-223檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿(上接第 57 页)9Peter W G De Baets， Rupinder S Battoo，Dimi

25、tri N MavrisAeroelastic analysis of a composite wingbox with varying root flexi- bilityJ AIAA，2000，16( 23) : 1-9Haddadpour H， Kouchakzadeh M A， Shadmehri F Aeroelastic instability of aircraft composite wings in an incompressible flowJ Composite Structures，2008，83( 1) : 93-99 陈玲玲，典型机翼盒段静力破坏过程的数值仿真D 南

26、京: 南 京航空航天大学，2008J 机械设计，2010，27( 7) : 79-82刘华峰，赵凯辉，林 涛，等 机翼盒段静态破坏试验夹具补强的 数值模拟J 金属铸锻焊技术，2010，39( 17) : 45-47 刘华峰，岳珠峰 复合材料中厚蒙皮多墙翼面结构损伤的有限 元分析J 机械设计，2007，24( 12) : 36-39 卢秉贺，万小朋，赵美英 复合材料盒段结构稳定性分析J 中 国机械工程，2009，20( 17) : 2055-2059王 强，袁慎芳，邱 雷 基于时间反转理论的复合材料螺钉连 接失效监测研究J 宇航学报，2007，28( 6) : 1719-172313101415111612张 波，李曙林，王怀威，等 复合材料垂尾盒段力学性能研究