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  • 章元明

    章元明

    章元明,男,1965年生,重慶人,教授,博導(dǎo)。教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”入選者,《生物統(tǒng)計(jì)與田間試驗(yàn)》國家級精品課程負(fù)責(zé)人。

    基本內(nèi)容

    2003年1月至2005年1月在美國加州大學(xué)Riverside分校作“統(tǒng)計(jì)遺傳與基因組學(xué)”的博士后研究;1992和2001年在 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)分別獲得農(nóng)學(xué)碩士和博士學(xué)位;1986年在西南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)系獲得農(nóng)學(xué)學(xué)士學(xué)位;1997年在東南大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系作訪問學(xué)者。現(xiàn)任《南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》編委和全國農(nóng)學(xué)名詞委員會委員。曾任重慶市遺傳學(xué)會常務(wù)理事。2003年至今,主要從事分子數(shù)量遺傳學(xué)新方法的理論及其應(yīng)用研究;1997年至2003年,主要從事植物數(shù)量性狀遺傳分離分析方法的拓展。主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)、江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)、高校博士點(diǎn)基金項(xiàng)目1項(xiàng)、重慶市科委應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目1項(xiàng)、教育部和人事部出國留學(xué)人員啟動基金項(xiàng)目各1項(xiàng),作為學(xué)術(shù)骨干參加973項(xiàng)目1項(xiàng),副主持國家863項(xiàng)目1項(xiàng)。2004年獲江蘇省優(yōu)秀博士論文、 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)“鄒秉文優(yōu)秀博士獎”和南京農(nóng)大優(yōu)秀青年骨干教師;2003年獲得教育部提名國家自然科學(xué)二等獎1項(xiàng)(第2完成人);2002和2000年南京農(nóng)業(yè)大學(xué)獎教金獲得者;1995年被評為四川省優(yōu)秀青年骨干教師。在Genetics、Heredity、TAG、Journal of Heredity、Genet Res和Chin Sci Bull等國內(nèi)外雜志發(fā)表論文80余篇,其中,SCI論文20篇,被SCI引用106次,被Genetics及其以上雜志(IF4.0~IF22.0)論文他引34次;邀請綜述兩篇;被Nat Rev Genet和Heredity評論的論文多篇。合著《植物數(shù)量性狀遺傳體系》專著1部(科學(xué)出版社, 第2著者),主編與參編教材3本。目前,已培養(yǎng)優(yōu)秀博士后1名,有博士生7名和碩士生13名。在第三屆國際數(shù)量遺傳學(xué)大會上作大會特邀報(bào)告。Heredity、Genet Res、BMC Genet、科學(xué)通報(bào)等雜志審稿專家。近年來,主要在下列五方面取得了進(jìn)展:

    1、作物育成品種系譜優(yōu)良基因發(fā)掘的QTL定位新方法研究

    根據(jù)幾百個(gè)玉米自交系(或大量育成品種)的系譜信息、數(shù)量性狀表型和分子標(biāo)記資料,提出了基于混合模型的定位數(shù)量性狀QTL的新方法,然后,用BLUP方法預(yù)測各自交系中各QTL效應(yīng)值。其主要進(jìn)展在于:① 正如Flint-Garcia(2005)指出,這是一種高解析數(shù)量性狀變異的平臺;②不作雜交,縮短了試驗(yàn)時(shí)間;③可評價(jià)大量的種質(zhì)資源,直接指導(dǎo)育種工作中包括親本選配、基因聚合和作物超高產(chǎn)育種等的設(shè)計(jì)育種,并研究基因在品種間的傳遞規(guī)律;④QTL定位的精度高,表現(xiàn)在誤差變異系數(shù)。<1.5%)、置信區(qū)間長度較小和發(fā)現(xiàn)的QTL數(shù)量較多;⑤可進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn),研究基因與環(huán)境的互作。

    2、數(shù)量性狀QTL上位性檢測新方法的研究

    在Xu(2003)的工作基礎(chǔ)上,提出了固定區(qū)間和可變區(qū)間的Bayesian壓縮估計(jì)的QTL定位新方法,可用于上位性檢測和F2:3設(shè)計(jì)的QTL定位。為節(jié)約計(jì)算時(shí)間,還結(jié)合Bayesian和最大似然方法的優(yōu)點(diǎn),提出了懲罰最大似然方法,解決了在待估參數(shù)個(gè)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于(有時(shí)為十幾倍)樣本容量情況下參數(shù)的似然估計(jì)的難題。

    章元明

    3、基于 設(shè)計(jì)的復(fù)雜性狀QTL定位新方法的研究

    作物重要數(shù)量性狀的遺傳率不高,因而,人們用家系平均數(shù)作為表型單位以提高遺傳分析精度。這就是女兒設(shè)計(jì)或?qū)O女設(shè)計(jì)的思想。實(shí)際上,植物遺傳專家已發(fā)展了女兒設(shè)計(jì)的植物版本,即用F3的家系平均數(shù)作為F2植株的基因型值,以提高QTL作圖功效。這稱為F2:3設(shè)計(jì)。然而,當(dāng)Fx代植株QTL基因型是雜合時(shí),其后代Fy的QTL基因型應(yīng)該有分離,這時(shí),F(xiàn)y代的遺傳組成應(yīng)當(dāng)是多種基因型按一定比例的混合,其平均數(shù)不能完全代表先代的基因型值。這種特性被當(dāng)前的Fx:y設(shè)計(jì)QTL定位方法所忽略。筆者已將該特性引入到數(shù)量性狀QTL定位中,提出了Fy代平均數(shù)的精確分布和兩種近似分布,發(fā)展了Fx:y設(shè)計(jì)連續(xù)性數(shù)量性狀的QTL定位的新方法,顯著提高QTL檢測的功效。

    4、植物數(shù)量性狀遺傳分離分析方法的拓展

    植物數(shù)量性狀主基因+多基因混合遺傳的研究是我國的特色。筆者在前人工作的基礎(chǔ)上拓展了數(shù)量性狀分離分析方法:①拓展到2~3對主基因+多基因的混合遺傳模型;②為提高檢測的功效,提出了利用永久性分離群體的數(shù)量性狀分離分析方法;③提出了分布參數(shù)極大似然估計(jì)的EIM算法,該算法可直接用于QTL定位研究,以提高檢測效率。上述結(jié)果總結(jié)于現(xiàn)代遺傳學(xué)叢書和教育部研究生指定教材《植物數(shù)量性狀遺傳體系》中,編寫軟件包已在全國推廣應(yīng)用。目前,有60篇學(xué)位論文和56篇國內(nèi)發(fā)表論文引用分離分析方法共499次。

    5、生活力基因定位新方法的研究

    提出了生活力選擇的數(shù)量遺傳學(xué)模型。Heredity主編Nichols(2005)評論該文的主要進(jìn)展在于:①使生活力基因定位與QTL定位相銜接;②可同時(shí)估計(jì)選擇系數(shù)s、顯性程度h和重組率r;③能消除系統(tǒng)誤差的影響。

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