CN1813063A - 将固定于载体上的物质附加染色体的顺序或排列位置信息进行排列的阵列及其制造方法、使用阵列的分析系统及其应用 - Google Patents

Abstract

在制作微阵列等各种阵列时，将从任意生物中得到的多种类生物物质、或与生物物质相互作用的合成物质在载体上按照，与各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序可以确认的方式进行规则的排列、固定。上述生物物质可以是DNA等的核酸、蛋白质等的多肽；上述合成物质可以是与这些物质反应的化合物。这样，通过规定在载体上被固定的生物物质、合成物质的排列顺序，可用于例如生物的品种改良时的挑选等。

Description

将固定于载体上的物质附加染色体的顺序或排列位置信息进行排列的阵 列及其制造方法、使用阵列的分析系统及其应用

技术领域

本发明涉及新型的阵列及其制造方法、使用阵列的各种分析系统、以及这些技术的代表性应用方法。

更具体地说本发明涉及(1)将生物体来源的生物物质、与生物物质相作用的合成物质，如DNA微阵列等方式，在载体上进行规则排列、固定化后形成的阵列；(2)能够表示、分析任何生物的基因型的系统，特别是对于通过杂交得到的杂交物种个体，可以视觉确认在染色体上哪个位置发生了交叉的基因型分析表示系统；(3)分析任意生物的数量性状基因座(QTL))的系统和其代表性应用方法，特别是有效利用核酸阵列得到的分析结果，进行QTL分析的数量性状基因座分析系统；以及(4)基因相互作用分析系统，特别是对使用核酸阵列得到的分析结果进行有效利用、有效分析何种基因(组)与分析对象的性状、基因相关联的基因相互作用分析系统；以及这些阵列、分析系统的代表性应用方法。

背景技术

近年来随着世界基因组计划的发展，已经获得了多数模式生物的全基因序列。“人类基因组计划”大规模的完成了人类基因组序列的测定。分子生物学的研究进入了后基因组(后序列)时代。

在后基因组时代，分析基因组功能的手段也发生变化。具体地说，基因组功能分析的主流，由原来的、将与特定生命现象有关的每个基因克隆后进行分析的目标定点方法，明显地向在基因组尺度下分析基因功能的、系统·网络化(穷尽式)方法上转变。

基因组的信息也被用于转录产物和蛋白质的分析上。具体地说对于转录产物的分析，利用基因组信息对生物体、细胞中的全部转录产物的表达进行系统·网络化分析的转录体分析倍受瞩目；对于蛋白质的分析，在所有的空间·时间、利用基因组信息对生物体、细胞所表达的全体蛋白质的特征、表达进行系统·网络化分析的蛋白质组分析备受瞩目。

上述系统·网络化的分析中多使用各种阵列技术。此阵列技术是使用以下阵列的技术，即、将从欲分析的任意生物体中得到的DNA、各种蛋白质等生物物质，或者是与这些生物物质相互作用的合成物质(例如，带有疏水性基团、离子交换基团的化合物)在载体上规则的排列、固定后形成的阵列。

使用这样的阵列技术，可以有效率地推进系统·网络化的分析。例如，为了分析基因转录控制机制，有必要测定由细胞的状态而变化的基因转录量。因此，通过利用阵列技术的一种、DNA微阵列，使得对数千个～数万个的基因转录量进行系统测定成为可能(例如参照非专利文献1～6)。

在上述DNA微阵列相关的技术中，美国Affymetrix公司的DNA微阵列技术被广泛应用。此技术是利用在半导体制造中使用的微细加工技术、在二氧化硅基片上直接化学合成寡核苷酸(例如参照专利文献1)。

为了分析基因转录控制机制，有必要测定随细胞的状态而变化的基因转录量。通过使用阵列技术的一种、DNA微阵列，使得对数千个～数万个的基因转录量进行系统的测定成为可能。这样的DNA微阵列等的核酸阵列，通过杂交能够得到大量的基因表达数据。

但是，像从核酸阵列得到的基因表达数据那样、通过生物技术得到的数据的量是非常庞大的，因此不可能通过手工作业进行处理。因此，近年来提出了各种利用计算机对这些庞大数据进行分析的生物信息学技术。这些技术中作为分析基因表达数据的技术，众所周知的有，例如专利文献2中提到的通过进行聚类分析基因表达模式的技术；专利文献3提到的根据参数分析基因表达数据，应用于临床的技术等。

另外，分析对象的数据的量多、则分析结果也变得复杂。因此，在生物信息学技术中也需求能够将分析的结果良好地进行表示的技术。例如与基因表达的表示相关的技术众所周知的有，如专利文献4提到的那样、将表达水平二维化加以表示的技术。

随着近年转基因技术的发展，通过向各种植物中导入外来的基因能够赋予其新的性状，这样的植物也能够作为农作物被实用化。虽然人们认为这种基因改造生物(GMO)的研制能够变成有希望的生物产业，但是对消费者来说，其生物组织还没有变得能够接受基因改造生物(GMO)，最近不断出现不要使用基因改造生物(GMO)、强调加工食品安全性的状况。

因此，在农作物的品种改良上，根本无法考虑废弃传统的杂交育种、变异产出。相反，由于对农作物、使用该农作物的加工食品的商品需求力有所提高，人们认为在农作物的品种改良上优选使用以杂交育种为主的方法。

然而，通过杂交育种的品种改良，要对所得到的杂交物种的特征进行观察、对其性状进行分析，因此实际上要从几千～几万个栽培的杂交物种个体中挑出具有实用性的个体。因此，优良个体的挑选效率变得非常低。

人们认为如果利用阵列技术和生物信息学技术，有可能以良好的效率促进通过传统杂交育种的品种改良。

在上述的杂交育种中，使用遗传标记的基因型挑选技术是众所周知的。这里，利用遗传标记的育种，确认与作为对象的数量性状相关的基因座(QTL)是非常重要的。数量性状是由多基因体系所控制的，因此直接获得每个基因的表达效果是不可能的。所以，为了确认QTL，统计学上的分析变得重要。具体地说，选定遗传标记使得其分布在全基因组上，研究此遗传标记与数量性状之间的连锁，通过在连锁图谱上定位QTL的位置，来确定QTL。

对于QTL的分析，不仅是遗传标记的开发、连锁图谱所使用的群体系统(系谱)构筑的材料开发，而且性状值的测定、遗传标记的分型(遗传标记数×个体数)等与分析相关的信息量也变得庞大。因此，如果利用阵列技术和生物信息学技术的话，能够高效率地进行QTL分析。

在基因表达数据的分析中，表达谱是指随细胞种类、时期而变化的基因种类和数量的特征曲线。通过对此表达谱的测定、分析，能够得到与基因功能和调控控制机制相关的重要知识。因此，不仅仅能有效利用于产业上的生物品种改良(育种)，也能得到为人类提供制药、药理学、毒理学和诊断方面的知识。

众所周知的上述表达谱分析技术为，例如上述专利文献2、专利文献5中提到的通过进行聚类化的分析技术。此聚类化是指对核酸阵列上的基因在不同测定情况下显示相似表达模式的基因群进行鉴定、作为簇进行分类。还有其它的技术例如专利文献6中提到的基因间表达网络化的分析技术。一个基因的表达水平直接或间接地被其它基因所调节，因此像这样的基因间表达网络化和上述聚类化，在表达谱分析上都成为重要信息。

在应用于人类的方面，专利文献7中揭示了从各被检试样得到的数据中选择用于对感兴趣的评价指标进行定量推断的适合基因、推断评价指标的技术。即，在计测与人类疾病相随的基因表达谱的变化时，由于收集大量被检试样很困难，因此与计测表达量变化的基因数相比、被检试样的量是非常少的。所以，使用通常的统计方法进行与疾病的相关分析通常是很困难的。为了解决此状况，专利文献7提取与感兴趣的评价指标关系密切的基因，对评价指标数据进行推断。

非专利文献1

《基因组功能表达谱和转录体》主编：松原谦一·榊佳之、中山书店、2000年9月13日发行。

非专利文献2

《DNA微阵列》主编：加藤郁之进、丸善、2000年9月25日发行。

非专利文献3

《数据必出DNA微阵列实战手册基本原理、从芯片制作技术到生物信息学》主篇：林崎良英、羊土社、2000年12月1日发行。

非专利文献4

《了解使用DNA微阵列数据分析入门》Steen Knudsen、羊土社、2002年11月20日发行。

非专利文献5

《DNA微阵列》主编：Kaaren Janssen，Cold Spring Harb orLaboratory Press，2003。

非专利文献6

《微阵列分析》Mark Schena，John Wiley & Sons，Inc.，2003。

专利文献1

日本特开2000-228999公报(公开日：平成12(2000)年8月22日)。

专利文献2

日本特开2000-342299(平成12(2000)年12月12日公开)。

专利文献3

日本特表2003-508853(平成15(2003)年3月4日公开、国际公开号：WO01/016860、平成13(2001)年3月8日国际公开)。

专利文献4

日本特开平11-342000(平成11(1999)年12月14日公开)。

专利文献5

日本特开2004-30093(平成16(2004)年1月29日公开)。

专利文献6

日本特开2002-175305(平成14(2002)年6月21日公开)。

专利文献7

日本特开2003-4739(平成15(2003)年1月8日公开)。

上述以往的阵列技术，是作为以基因组分析为中心的学术用途、研究工具的用途被优先开发研制的，因此基本上没有对实用性用途的技术研制。所以，也存在着对个体识别、遗传解析等实用用途不适合的情况。

也就是说，在上述阵列技术中固定在载体上的生物物质、合成物质虽然是规则排列的，但此排列顺序并没有特别的规定、大部分情况下都是随机排列的。阵列技术将基因等的体系·网络化的分析作为基本用途，因此生物物质、合成物质的排列顺序即便是随机的也没有问题。相反，如果以某种标准按照一定顺序进行排列的话反倒没有意义。

但是，基因等的体系·网络化的分析能够利用在更加有实用性的用途，例如植物等的品种改良。在这样的用途上使用的阵列技术，优选能够在上述生物物质、合成物质上添加了染色体上的位置信息后、再进行分析，另外对其排列的顺序有时也会要求按照一定基准进行排列。

此外，上述以往的生物信息学技术，存在着不能有效用于通过杂交育种的品种改良、更为有效地进行QTL分析等的课题。

具体地说，在杂交育种中，如上所述需要从得到的庞大的杂交物种后代中挑出呈现目标性状的个体。迄今为止，确认杂交物种后代的性状需要数年的繁殖过程，而且随着性状的种类不同、也存在着单靠繁殖难以判断的时候。因此，将使用核酸阵列得到的大量基因表达数据应用在上述挑选过程的话，仅从杂交物种后代的各个个体取得核酸，就能够有效且高重现性地判断目的性状是否被遗传。

但是，有关基因表达的上述以往的生物信息学技术并非以此目的被研制，因此，不能将从DNA微阵列得到的基因表达数据有效用于杂交育种上。

QTL分析是统计学上的分析，因此其自身成为适用于生物信息学技术的领域。但是，几乎没有将阵列技术与生物信息学技术组合进而应用于QTL分析的技术，而且，有关基因表达的上述以往的生物信息学技术也不能有效地用于QTL分析。

进而，上述以往的技术中存在着以下课题，即通过对任意种类、任意时期的细胞进行表达谱分析，虽然能够得到与基因功能、调节机制相关的知识，但是对于与特定性状相关的基因表达，却无法充分了解。

也就是说，在上述表达谱分析技术中，由于对特定种类的细胞、特定时期的细胞进行表达谱分析，因此可以进行网络化的基因表达分析、能够得到种类、时期特异的表达模式。可是，这样的技术对于发现目标基因或基因组虽然是有用的，但是对于分析何种基因(组)与事先确定的任意的性状、基因相关仍然是不充分的。

即，网络化的基因表达分析对从庞大的表达信息中找出聚类化或网络化，从中进而找出特定的基因或基因组是有用的。但是，在以特定的性状、基因为中心，分析何种基因(组)与此性状、基因相关的情况下，从庞大的表达信息中检出所需信息的方法不仅会导致无用的信息处理，而且有可能聚焦点模糊不清，难以进行有效地分析。

发明内容

本发明鉴于上述课题，其目的在于提供一种阵列技术，通过规定固定于载体上的生物物质、合成物质的排列顺序，能够使用于例如生物品种改良的挑选中。

本发明的其它目的在于提供，为了将使用核酸阵列得到的基因表达数据有效用于通过杂交育种的品种改良上、而便于使用的基因型分析表示系统；为了将使用核酸阵列得到的数据有效用于QTL分析上、而便于使用的数量性状基因座分析系统；利用核酸阵列得到的分析结果、对何种基因(组)与预先指定分析对象的性状、基因相关进行有效分析的基因相互作用分析系统；以及这些分析系统的代表性应用方法。

本发明者们，鉴于上述课题进行了深入研究结果发现，例如当是DNA微阵列时，将在玻璃基片(载体)上被固定的DNA片段按照染色体上编码的序列进行排列，或者附加上其顺序信息再进行分析的话，可以用于生物品种改良时的挑选等，进而完成本发明。

即，为了解决上述课题，本发明涉及的阵列是将从任意生物体中得到的多种类的生物物质、或者是与生物物质相互作用的合成物质在载体上进行规则排列、固定化。在该阵列中，上述多种类的生物物质或合成物质按照能够确认与各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序进行排列。

在上述阵列上按照能够确认在上述染色体上的排列顺序进行排列的具体示例可以是，这些多种类的生物物质、或是合成物质的排列顺序是各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序。此情况称为“直接排列型”(参照实施方式1)。

在上述直接排列型的阵列上，没有必要所有的上述多种类的生物物质、或是合成物质的排列都按照各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序进行，只要其排列中的至少一部分含有按照各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序进行排列之处即可。另外也可以在上述载体上设有指示各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序的标记。

可以举出能够确认上述染色体上的排列顺序而排列的其它示例，如在每个被固定的生物物质或是合成物质上附加与各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序相对应的序列位置信息，使用时，在获得数据的同时，读取这些序列位置信息、将上述数据的排列顺序变换成在染色体上的排列顺序。此种情况称为“间接排列型”(参照实施方式1)。

上述间接排列型更具体的例子可以举出以下的构成：即上述载体由固定每个生物物质或是合成物质的小载体集团构成，同时，在各小载体上附加与各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序相对应的序列位置信息，根据此序列位置信息，将得到的数据的排列顺序变换成染色体上的排列顺序。

上述的阵列中的生物物质可以使用核酸或多肽。上述的核酸可以使用DNA。此DNA没有特别限定，可以使用遗传标记、基因组DNA、限制酶处理过的基因组DNA、cDNA，EST、或者合成寡DNA等。在上述载体上被固定的多种DNA优选按照遗传图或物理图进行排列。

通常，在对基因表达量进行定量时，作为目标样品一般使用mRNA来源的cDNA或cRNA。本发明在此基础上，在上述阵列中的生物物质使用核酸的情况下，作为目标DNA可以使用限制酶处理过的基因组DNA。此时，上述目标DNA优选在被限制酶处理后进行大小分选。

当上述生物物质使用多肽时，该多肽可使用蛋白质或其片段、或者是寡肽。上述中的蛋白质没有特别限定，能够使用酶、激酶、抗体、受体或者是含有SH3结构域的蛋白质。在上述载体上被固定的多种蛋白质优选按照遗传图或者物理图进行排列(参照实施方式2)。

本发明涉及的阵列中，作为上述载体或者是小载体可以使用无机系材料形成的基片、有机系材料构成的膜、或者微珠。本发明涉及的阵列的更具体例子可以举出，微阵列、巨阵列、微珠阵列、蛋白质芯片任一种。

本发明涉及的阵列的制造方法，包括将从任意生物体中得到的多种类的生物物质、或是与生物物质相互作用的合成物质在载体上规则排列并进行固定的步骤。上述步骤的特征在于，以生物物质所对应的基因为基准、按照此基因在上述生物体染色体上的编码顺序，将被固定的上述生物物质或是合成物质进行排列。此制造方法中，上述生物物质可以使用核酸、多肽。

本发明的应用方法没有特别限定，例如基因型鉴定方法，即利用生物物质为DNA的阵列，从通过生物体杂交得到的杂交物种中鉴别含有目标性状的染色体片段的方法。此时，作为欲鉴定染色体片段的上述生物体没有特别限定，可以是实验用动植物(实验动物·实验植物)等。而且欲鉴定染色体片段的上述生物体也可以是人类，此时，能够使用上述基因型鉴定方法作为基因诊断方法。

本发明的其它应用，可以是品种改良中的挑选方法，即对欲进行品种改良的生物体进行杂交后，利用生物物质为DNA的阵列从得到的杂交物种中挑选出保持目标性状的品种。此时欲进行品种改良的生物体也没有特别限定，可以是家畜动物或农作物。农作物可以是水稻、小麦、玉米、大麦等的禾木科植物。

本发明者鉴于上述课题进行了深入研究，结果发现在对利用核酸阵列得到的杂交物种个体的基因表达数据进行分析时，起码利用该杂交物种个体双亲的遗传信息以及这些个体所属生物物种的遗传图，能够对上述基因表达数据进行分析、使得能够视觉确定在染色体哪个位置上发生了交叉，结果能够将核酸阵列所得到的基因表达数据有效用于杂交育种的品种改良上，从而完成了本发明。

即，本发明所涉及的基因型分析表示系统，具备基因型来源辨别部和表示用信息生成部。前者是将对杂交得到的杂交物种个体利用核酸阵列进行杂交分析所得到的、该杂交物种个体的网络化的基因表达量信息，与该杂交物种个体双亲的遗传信息以及这些个体所属物种的遗传图相比较，来辨别任意杂交物种个体的基因型是来源于双亲中哪一个；后者用于产生如下所述的表示用信息，即综合基因型来源辨别部所得到的辨别结果、并以此为基础，为了能够辨别每个基因型来源于双亲中的哪一个，将每个染色体的多个基因型综合、进而表示的表示用信息(参照实施方式4)。

上述基因型分析表示系统中，上述核酸阵列极力优选使用如下染色体座位可确认阵列，即固定在该核酸阵列的多个核酸分子排列方式为，与该核酸分子相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序能够确认。

上述基因型分析表示系统优选具备以遗传图制成信息为基础、制成上述杂交物种个体所属生物物种遗传图的遗传图制成部。此时，上述遗传图制成信息至少优选使用，在该物种中已知的基因和/或遗传标记的名称，以及该基因和/或标记在染色体上的座位位置。

上述基因型分析表示系统中，上述基因型来源辨别部优选对任意基因型进行任何双亲型、异型、或者是无法辨别的任一种判断，并将此作为辨别结果生成。上述基因型来源辨别部中的双亲遗传信息优选使用双亲的基因型信息和/或基因表达谱信息。

上述基因型分析表示系统中，上述表示用信息生成部优选将不同染色体的重组数和重组频率中的至少一个包括在表示用信息内进行生成。上述表述用信息生成部优选生成通过改变表示颜色或者表示模式来识别任意基因型来源的表示用信息。

上述基因型表示系统中优选具备输入部和输出部的至少一个。此时，上述输入部只要是能够输入上述杂交物种个体的、网络化的基因表达量信息和双亲遗传信息中的至少任一个即可，还优选能够输入遗传图制成信息。

上述输入部可以是具备扫描装置的构造，此扫描装置可以将使用核酸阵列的杂交结果作为图像信息进行读取。此时，还优选具有图像信息处理部，其从得到的图像信息中分析基因表达量、生成网络化的基因表达量信息。

上述输入部优选具备手动输入部，其能够对上述杂交物种个体的、网络化的基因表达量信息，双亲的遗传信息以及遗传图制成信息的至少任一种进行修改。

另一方面，上述输出部优选具备将表示用信息在画面上表示的显示器、以及将表示用信息打印的打印机中的至少任一种。上述输入部和输出部优选具备能够与外部装置进行信息输入、输出的外部通信部。

上述基因型分析表示系统中的上述核酸阵列，一般使用被固定的核酸为DNA的DNA阵列，当然并不是限定于此。在上述DNA阵列上被固定的DNA，具体地说可以是遗传标记、基因组DNA、限制性酶处理过的基因组DNA、cDNA、EST、或是合成寡DNA。上述核酸阵列可以是微阵列、巨阵列、或者是微珠阵列。

本发明的应用方法没有特别限定，可以利用于基因型鉴别方法中，即利用上述基因型分析表示系统，从通过生物体杂交得到的杂交物种中鉴别含有目标性状的染色体片段的方法。此时所使用的生物体优选使用实验用的动植物。

本发明的其它应用方法，可以是品种改良中的挑选方法，即对欲进行品种改良的生物体进行杂交后，利用上述基因型分析表示系统、从得到的杂交物种中挑选出保持目标性状的品种。此时欲进行品种改良的生物体，可以是实验用的动植物、家畜动物或农作物。

本发明者们鉴于上述课题进行了深入研究，结果发现，通过将核酸阵列中每点的杂交结果用作遗传标记信息，可以将使用核酸阵列得到的基因表达数据有效用于QTL分析上，进而完成本发明。

本发明涉及的数量性状基因座分析系统具备遗传标记特定部和数量性状基因座决定部。前者是对于固定有任意生物物种遗传标记的核酸阵列，将从各集团系统中得到的杂交物种个体中获得的基因组试样进行杂交得到的杂交物种个体的网络化的基因存在信息，与该杂交物种个体所属生物物种的遗传图以及在该生物物种中已知的遗传标记信息进行比对，特定各集团系统中存在的遗传标记；后者是通过确认同一杂交物种个体中的任意表现型数字化了的表现型值与上述遗传标记是否连锁来决定该表现型的数量性状基因座(参照实施方式5)。

上述数量性状基因座分析系统中，上述核酸阵列极力优选使用如下染色体座位可确认阵列，即固定在该核酸阵列的多个核酸分子排列方式为，与该核酸分子相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序能够确认。

上述数量性状基因座分析系统中优选具备遗传图制成部，即以上述遗传图制成信息为基础、制成上述杂交物种个体所属生物物种的遗传图。此时，上述遗传图制成信息，优选至少使用在该生物物种中已知的基因和/或遗传标记的名称，以及该基因和/或标记在染色体上的座位位置。

上述数量性状基因座分析系统中，在上述遗传标记特定部中使用的遗传标记信息，优选是具有多型的遗传标记。具体地说，上述遗传标记优选是SNP或者RFLP。

上述数量性状基因座分析系统中，在上述数量性状基因座决定部中优选通过进行区间定位(区间映像)，决定上述表现型的数量性状基因座。

上述数量性状基因座分析系统中，优选在具备能够将利用核酸阵列的杂交结果作为图像信息进行读取的扫描装置的同时，具备对所得图像信息进行分析、生成网络化的基因存在信息的图像信息处理部。

上述数量性状基因座分析系统中优选具备输入部和输出部的至少一个。上述扫描装置也是输入部的一种。此时，上述输入部只要是能够输入上述遗传标记信息和上述表现型值中的至少一种即可，进而还优选能够输入遗传图和遗传图制成信息的至少一种。

上述输入部优选具备能够修改上述杂交物种个体的网络化的基因存在信息、遗传标记信息、和遗传图制成信息的至少任一种的手动输入部。

上述输出部优选具备将分析结果在画面上表示的显示器以及将分析结果打印的打印机的至少任一种。并且，上述输入部和输出部，优选具备能够与外部装置之间进行信息的输入、输出的外部通信部。

上述数量性状基因座分析系统中的上述核酸阵列，一般使用被固定的核酸为DNA的DNA阵列，当然并不限定于此。上述核酸阵列可以是微阵列、巨阵列、或者微珠阵列。

本发明的应用方法没有特别限定，可用于数量性状分析方法中，即利用上述数量性状基因座分析系统、对生物的数量性状进行分析；可用于基因研究方法中，即利用上述数量性状基因座分析系统、探索与任意性状表达相关的基因；或者是用于利用上述数量性状基因座分析系统的生物品种改良方法中等。此时，欲进行上述品种改良的生物体优选为实验用的动植物、家畜动物或农作物。

本发明者鉴于上述课题进行了深入研究，结果发现，在预先指定分析对象的性状、基因，分析何种基因(组)与这些性状、基因相关时，通过在核酸阵列上被固定的遗传标记的杂交结果，能够有效地对规定每个基因表达量的遗传要素进行说明，进而完成本发明。

即，本发明涉及的基因相互作用分析系统具备：遗传标记特定部，其将对固定有任意生物物种遗传标记的核酸阵列，从各集团系统中得到的杂交物种个体中获得的基因组试样进行杂交得到的、杂交物种个体的网络化的基因存在信息，与该杂交物种个体所属生物物种的遗传图以及在该生物物种中明确的遗传标记信息进行比对，特定各集团系统中存在的遗传标记；点标记信息生成部，其通过将特别指定的遗传标记与上述核酸阵列中被固定的遗传标记相比对，将核酸阵列中每点的杂交结果生成为分析用的遗传标记信息的点标记信息；以及遗传要素规定部，其在指定分析对象的任意表现型和基因的基础上，确认将该表现型数值化了的表现型值和在同一杂交物种个体中得到的、包含在表达谱信息中的表达的任意基因是否与多个的点标记信息相连锁，由此规定上述任意表现型的遗传要素(参照实施方式6)。

上述基因相互作用分析系统中，上述核酸阵列极力优选使用如下染色体座位可确认阵列，即固定在该核酸阵列的多个核酸分子排列方式为，与该核酸分子相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序能够确认。

上述基因相互作用分析系统优选具备以上述遗传图制成信息为基础、制成上述杂交物种个体所属生物物种的遗传图的遗传图制成部。此时，上述遗传图制成信息至少优选使用，在该生物物种中已知的基因和/或遗传标记的名称，以及该基因和/或标记在染色体上的座位位置。

上述基因相互作用分析系统中，在上述遗传标记特定部中所使用的遗传标记信息，优选是具有多型的遗传标记，更具体地说上述遗传标记优选为SNP或RFLP。

上述基因相互作用分析系统中的上述点标记信息生成部，只要仅将通过杂交明确了的遗传标记点作为点标记信息生成即可。此时，上述点标记信息生成部优选将遗传标记在核酸阵列上被固定的位置信息也包含在点标记信息中生成。

上述基因相互作用分析系统中优选具备通过对同一杂交物种个体中获得的网络化的基因表达量进行表达谱分析，生成该杂交物种个体的表达谱信息的表达谱信息生成部。上述表达谱信息生成部可以使用微阵列、巨阵列、微珠阵列和差异显示的至少任一种，对基因的表达进行网络化的测定、生成上述杂交物种个体的表达谱信息。此时，在上述表达谱信息生成部中优选使用为了得到杂交物种个体的网络化的基因存在信息而使用的核酸阵列或者同一样品被取点的核酸阵列、生成表达谱信息。

无论在为了得到上述基因存在信息的核酸阵列中，还是在为了得到表达谱的核酸阵列中，都可优选使用被固定的核酸是DNA的DNA阵列。上述核酸阵列可以是微阵列、巨阵列、或者微珠阵列。

上述基因相互作用分析系统中，上述遗传要素规定部可以通过区间定位得到的遗传标记间的数量性状基因座(QTL)规定上述任意表现型的遗传要素。此时，在上述遗传要素规定部，还可以将与该遗传标记相关的基因表达量作为规定表现型遗传要素的信息进行使用。

上述基因相互作用分析系统中，只要具备输入部和输出部的至少一方即可。其中的输入部只要能够输入上述杂交物种个体的网络化的基因存在信息、上述遗传标记信息、上述表现型值、以及表达谱信息的至少任一种即可，但是更优选能够输入遗传图和遗传图制成信息的至少一种。

输入部没有特别限定，例如作为上述输入部所具备的、能够将使用核酸阵列的杂交结果作为图像信息读取的扫描装置的构造。此时优选具备，从得到的图像信息中分析基因的表达量，生成网络化的基因表达量信息的图像信息处理部。可以使用上述扫描装置作为输入上述表达谱信息的输入部。

上述输入部优选具备能够修改上述杂交物种个体的网络化基因存在信息，遗传标记信息和遗传图制成信息中的至少任一种的手动输入部。

上述输出部优选具备将分析结果在画面上表示的显示器以及将分析结果打印的打印机的至少任一种。上述输入部和输出部，优选具备能够与外部装置进行信息输入、输出的外部通信部。

本发明的利用方法没有特别限定，例如，利用上述基因相互作用分析系统，对多个基因间的相互作用进行分析的基因相互作用分析方法；利用上述基因相互作用分析系统，探索与任意性状的表达相关的基因的基因探索方法；或者是利用上述基因相互作用分析系统的生物品种改良方法等。此时，欲进行上述品种改良的生物优选为实验用的动植物、家畜动物或农作物。

通过以下所述，可以充分了解本发明的其它目的、特征以及优点。通过参照附图的以下说明，可以明白本发明的益处。

附图说明

图1所示为本发明所涉及的阵列是在载体(基片)上被固定的物质为DNA时的具体结构模式图。

图2(a)·(b)所示为在图1所示的阵列上，显示一定特性的基因的表达的阵列简要俯视图。

图3所示为当将显示图2(a)·(b)所示的基因表达的品种进行杂交时，对于得到的分离集团以及从中挑选的特定品种，显示一定特性的基因的表达的模式图。

图4所示为本发明涉及的阵列是在载体(基片)上被固定的物质为蛋白质时的具体结构模式图。

图5所示为本发明涉及的阵列是在载体(基片)上被固定的物质为与蛋白质特异性相互作用的化合物(合成物质)时的具体结构模式图。

图6所示为本发明涉及的阵列中的一例，微珠阵列的具体结构模式图。

图7所示为本发明涉及的基因型分析表示系统的一例的方框图。

图8所示为在本发明涉及的基因型分析表示系统中，由显示器显示的表示用信息的一例。

图9所示为在本发明涉及的基因型分析表示系统中所进行的分析方法的一例的流程图。

图10所示为本发明涉及的数量性状基因座分析表示系统的一例的方框图。

图11所示为在本发明涉及的数量性状基因座分析系统中所进行的分析方法的流程图。

图12所示为本发明涉及的基因相互作用分析系统的一例的方框图。

图13所示为在本发明涉及的基因相互作用分析系统中所进行的分析方法的一例的流程图。

具体实施方式

实施方式1

以图1至图3为基础，说明本发明涉及的阵列的一实施方式，如下所述。本发明并不限定于此。

本发明涉及的阵列，是将在载体上被固定的物质按照染色体的顺序进行排列的阵列，本发明被广泛用于阵列技术。这里所说的阵列技术是指与在载体上将多种类的物质进行规则排列、固定而形成的阵列有关的技术。

本发明涉及的阵列按照被固定的物质的种类、载体种类、用途等可以分成很多类。由于在本发明中上述被固定的物质的排列顺序为一大特征，因此在以下的说明中，以被固定的物质种类不同、详细说明本发明的代表例。首先，以本实施方式中被固定的物质是核酸时为例，进行说明。

阵列的基本结构

本发明中所用阵列的基本结构没有特别限定。如上所述，本发明涉及的阵列是将物质固定化在载体上，此时所用的载体(担体)只要能固定上述物质即可，没有特别限定，可以是任何形状和材质。

上述载体的材料一般是玻璃、硅片等的无机系材料；纸等的天然高分子；硝化纤维、尼龙等的合成高分子；使用合成高分子、天然高分子的凝胶体等等。载体的形状只要是具有能够固定上述物质的充足面积即可，没有特别限定，一般优选使用例如小挠性或无挠性基片、挠性膜(薄膜)、中等挠性基片等能够二维扩展的物质。上述基片、膜的厚度没有特别限定，可以根据其材质、用途进行适宜设计。

本发明如下所述可以使用微珠阵列，因此作为上述载体可以采用由固定每个生物物质或合成物质的小载体集团构成的结构。此小载体可以使用各种微珠。

这些小载体，作为集团(小载体群)构成一个载体。该小载体群将生物物质(核酸、蛋白质)作为探针固定后，分散到任意液体中形成分散液(也可称作溶液)，将此分散液装入到小容器中使用即可。这样，从小载体上可以自由获得数据。另外由于各小载体上附有识别代码，因此在从小载体上获得数据的同时、读取识别代码。这样，此时以识别代码为基础、各小载体上被固定的物质的顺序与从各小载体上获得的数据的排列相对应。

本发明中，在上述载体上被固定的物质是指从任意生物体中获得的多种类生物物质、或者与生物物质相互作用的合成物质。换句话说，本发明涉及的阵列中，在载体上被固定的物质必须至少是与来源于生物体的生物物质相关联的物质。如果是与生物物质无关的物质，由于没有按照染色体编码顺序进行排列的标准，因此不能用于本发明。

具体地说上述生物物质可以是核酸或多肽。核酸可以是DNA、RNA。对上述生物物质使用多肽的情况，在后述的实施方式2中进行详细说明。对使用与生物物质相互作用的合成物质的情况，在后述的实施方式3中进行详细说明。上述的生物物质可以含有糖链等。

本发明所涉及的阵列，为了能够确认各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序，将上述多种类的生物物质或合成物质进行了排列。因此，本发明涉及的阵列方便的称为“染色体座位可识别阵列(chromosomal location recognizable array)”。本发明中，为能够确认在上述染色体上排列顺序所进行的排列，可以是将这些多种类物质的配列顺序变成染色体上排列的顺序。此时，在阵列上、上述物质的排列顺序与染色体上的排列顺序直接对应，因此为了说明方便，称为“直接排列型”。

另一方面，为能够确认在上述染色体上排列顺序所进行的排列，也可以是在阵列上、使得上述物质的排列顺序间接实现染色体上的排列顺序，此时为方便起见，称为“间接排列型”。

直接排列型阵列

本实施方式中，首先举出核酸中的DNA在载体上按照染色体排列顺序排列为例(直接排列型的例子)进行详细说明。

例如，在制造任意生物体Z的阵列时，如图1所示，假设在生物体Z的染色体上存在10种基因ABC1～10，假定这些ABC1～10基因在染色体上按顺序排列。此时，如果能够得到与上述ABC1～10基因分别对应的DNA片段，在制造阵列时，将这些DNA片段在基片上进行规则点样。以下的说明中，根据需要将在基片上被固定的生物物质称为“点”。

在将上述DNA片段在基片点样时，通常使用被称为点样仪或阵列机的装置，在操作点样机时，可以控制上述各DNA片段的点样、使其顺序与对应基因在染色体上的排列顺序一致。由此，能够在载体上将上述DNA片段(点)按照“与生物物质相对应的碱基序列块在染色体上的排列顺序”进行规则排列、固定。

上述“碱基序列块”是指染色体上的碱基序列所含有的具有一定长度的区域，典型例子例如与“蛋白质编码基因”相对应的区域。当然上述“碱基序列块”并不是限定在“基因”本身上，也可以是像BAC(BacterialArtificial Chromosome)克隆这样的大DNA片段，也可以是仅与一个外显子相对应的区域，也可以是像EST那样、并非一定是含有蛋白质编码区域的区域。

上述染色体上的排列顺序是指，以上述为例，可以是单纯按ABC1、ABC2、ABC3…各基因的排列顺序，可以是ABC1基因的不同片段每3个一排、ABC2基因的不同片段每3个一排、ABC3基因的不同片段每3个一排这样的顺序。也可以是此例中的ABC1基因的片段3个、ABC2基因的片段2个、ABC3基因的片段5个。也就是说，在对被固定的物质作为整体进行观察时，在载体上，这些物质与在染色体上的排列顺序相对应即可。

图1所示为使用包含在1个染色体里的多个DNA片段的例子，本发明当然不限定于此，也可以是多个DNA片段跨越在多个染色体中存在的情况。此时，只要能够确认各DNA片段的染色体上排列的顺序、在阵列上排列即可。

图1所示为多个DNA片段按照在染色体上的排列的顺序原样排列的例子，本发明当然不限定于此。根据目的，DNA片段可以仅有一部分是按照染色体顺序排列的。也就是说，被固定的物质不限于核酸、本发明涉及的阵列中，多种类生物物质或合成物质的排列只要是至少一部分含有按照与各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序进行排列的部分即可。

在直接排列型中，能够确认染色体上的排列顺序的方法并不限定于上述的按照染色体顺序进行排列的方法。例如可以是在载体上适宜设计标记的方法，此标记用于指示与各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上排列顺序。

例如，对任意生物体中得到的DNA片段，当把从第1染色体中得到的10种DNA片段(点)按照染色体顺序排列、作为第1列，把第2染色体中得到的10种DNA片段(点)按照染色体顺序排列、作为第2列时，可以设计能够区别第1列和第2列的标记。如后述的间接排列型阵列，可以将表示各点固定了何种DNA片段的信息作为标记设置在各点的近旁。

间接排列型阵列

接下来对间接排列型阵列进行说明。此种阵列中，只要对每种被固定的生物物质或合成物质分别附上与各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序相对应的排列位置信息即可。这样，被固定了的物质即便是按照任意顺序排列，根据上述排列位置信息，都能够将所得数据变换成在染色体上的顺序。

更具体的例子可以是载体是由固定各生物物质或合成物质的小载体集团形成的微珠阵列等(微珠阵列在后面详述)。此结构中，在各小载体上附加与各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序相对应的排列位置信息。

所以，在使用时，取得数据的同时、读取这些排列位置信息，并以排列位置信息为基础，将所得数据的排列顺序变换成在染色体上的排列顺序。这样的话，由于能够确认在染色体上的排列顺序，从结果上看使得小载体上被固定的物质的排列顺序为染色体的顺序。

上述排列位置信息的具体构成没有特别限定，只要是使得与在小载体上被固定的DNA相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序相对应即可。

被固定的DNA

本实施方式中，生物物质使用的是DNA，但此DNA(DNA片段)没有特别限定，优选使用遗传标记、基因组DNA、限制酶处理过的基因组DNA、cDNA、EST、或合成寡DNA等。这些DNA优选按照遗传图、物理图进行排列。例如上述遗传标记是使用多种类的遗传标记群时，优选将此制成遗传图。这样，可以以遗传图为基础，在基片上排列上述DNA片段。

上述遗传标记和遗传标记群，只要是能够作为染色体上遗传标记进行使用的物质即可，没有特别限定。具体的例子、但并不限定于此，可以是使用上述EST的EST标记、含有单核苷酸多态性(SNP，Single NucleotidePolymorphism)的SNP标记、限制酶片段长度多态性(RFLP，RestrictionFragment Length Polymorphism)标记、微卫星标记(SSR(Simple SequenceRepeat)标记)。因此上述遗传标记(群)中也含有能够作为标记使用的限制酶处理过的基因组DNA、EST、或合成寡DNA等。

在载体上被固定的生物物质的数量没有特别限定，通常多为数千个(10³)的水平。此固定化数(排列数)随着点样机等阵列制造中所用装置的种类、载体(基片)面积等的变化有很大不同。

DNA阵列中，不能得到与被固定的DNA片段相对应的基因以外的关于基因表达的信息。因此，在试图进行更加系统·网络化的基因表达分析时，优选尽量增多被固定的生物物质(DNA片段)的数量。

本实施方式中的阵列种类

本发明所用阵列的种类只要是公知的阵列即可、没有特别限定。具体地说，可以是微阵列、巨阵列、微珠阵列、蛋白质芯片等。本实施方式中由于使用的上述生物物质为核酸，作为更具体的例子，可以是DNA微阵列、DNA巨阵列等。

首先，DNA微阵列也被称为DNA芯片、被固定的DNA多被称为探针。由于微阵列的尺寸比巨阵列小，密度高，所以作为探针固定的基因(DNA片段)数量增多，因此能够进行更加网络化的基因表达分析。

DNA微阵列有根据被固定的DNA种类进行分类的方法，但根据制造方法进行分类，能够明确其在构造上的差别。具体地说，如果根据制造方法分，微阵列可以大致分为Stanford type和Affymetrix type。

Stanford type的DNA微阵列是将显微镜用的载玻片作为基片(载体)使用，在其上利用点样机将DNA溶液进行点样制造而成。Stanford type的DNA微阵列，具有使用点样机、随时都能制造阵列的优点，但是点样机等硬件还很昂贵，为点样用需要准备许多探针、为取得生物物质所进行的准备繁琐。

另一方面，Affymetrix type的DNA微阵列如上述以往技术中所述那样，不是利用点样机等在基片上固定DNA片段，而是利用半导体制造中使用的微细加工技术、具体地说是使用光刻法，在基片上化学合成25mer左右的寡DNA，进而制造。

更具体地说，每1个基因，根据碱基序列数据、设定11位点(例如大麦的DNA阵列为11位点)到20位点的25mer，将各25mer完全一致的寡DNA和将第13个碱基故意改变的1个碱基错配的寡DNA作为一组，制成探针。通过已公布的数据库中的数据为基础设计，不用使用点样机便可以制造阵列。而且，探针(DNA片段)的长度一定、序列已知，因此优点在于可使对杂交强度具有很大影响的GC含量为一定。但是，由于是从数据库信息合成探针，因此有必要对新的欲分析的克隆进行再次分离。

如上所述，本发明以在基片(载体)上被固定的核酸(生物物质)的排列顺序信息为一大特征，而且由于上述核酸可以使用含有合成寡DNA的各种DNA，因此本发明的技术，可优选使用于Stanford type和Affymetrixtype的任一种DNA微阵列中。

对上述DNA微阵列的使用方法的一例进行说明。首先，在DNA微阵列中，将用荧光染料标记的目标DNA(以下略称“目标”)杂交。此时，在DNA微阵列上含有与探针相辅序列的目标分子与上述探针分子对应结合(杂交)、除此以外的目标分子不结合。因此，通过将未结合的目标分子洗脱、除去，在微阵列上只留有结合上了的目标分子。由于此目标分子用荧光染料进行过标记，因此将目标的荧光作为信号强度进行测定、鉴定杂交的探针。

用荧光标记的上述目标，一般情况下是通过从要比较的两种状态(称为第1状态和第2状态)的细胞中提取mRNA、在荧光标记的核苷酸的存在下进行反转录反应而制成。此时，对上述的两种状态分别使用具有不同检测波长的2种荧光染料。由此，由于在目标中表达量多的基因的cDNA含得多，上述荧光信号强度与各状态中基因的表达量相对应。因此，只要测定上述信号强度，就可以检测特定基因的表达量。

上述DNA巨阵列基本上与DNA微阵列具有相同的构造，但是载体一般使用尼龙膜等的一般的膜滤器，在此点上有所不同。巨阵列的优点在于，通过遵循公知的印记方法、可以在基因组范围内进行表达谱分析，由于将点样了的DNA进行碱变性处理后固定在膜滤器上、因此不会像微阵列那样在杂交和洗脱中发生DNA的脱离等。因此，巨阵列和微阵列可以根据用途分别使用。

对上述巨阵列的使用方法一例进行说明。巨阵列的使用方法基本上与上述微阵列的相同。具体地说，首先在巨阵列上将用33P等同位素标记了的目标进行杂交，其后将未结合的目标分子洗脱除去、使得巨阵列上只留有结合了的目标分子。这里，由于结合的目标分子用上述同位素标记，因此与微阵列不同、将点在成像板上曝光，将此成像板的目标表达量作为信号强度进行测定。

其它本发明技术能够适用的核酸阵列可以是质量阵列(MassArray)。质量阵列(MassArray)是在硅制基片上将基因组DNA片段规则排列、固定制得的，基本上与上述DNA微阵列具有相同构造。此质量阵列(MassArray)是为了SNP分析开发研制的，因此其使用方法与DNA微阵列不同。

在质量阵列(MassArray)中的目标SNP附近合成相当的寡核苷酸、进行杂交。将此作为引物、通过DNA聚合酶延长，形成与SNP相对应的、仅有1个碱基不同的DNA片段。将其溶出、用MALDI进行离子化后，只要能够通过TOS-MS检测出1个碱基份的质量差异，就能够决定SNP型。关于MALDI-TOS-MS在实施方式3中详细介绍。

上述DNA微阵列、巨阵列为直接排列型，间接排列型可以是上述的微珠阵列。此微珠阵列在小容器中在附有识别编码的微珠表面固定核酸、抗体等的探针，通过读取微珠的识别编码特定表面上被固定的探针，因此如果使用2个波长的激光、可以对100种微珠进行定量。这样，本发明涉及的阵列，上述载体可以是由固定每个生物物质或合成物质的小载体(上述情况下为微珠)的集团所构成。

本发明适用于此微珠阵列的情况，如前所述，只要将每个微珠附上含有排列位置信息的识别编码即可。这样，可以与其他方法同样进行测定。由于微珠阵列能够通过液相检测，因此在有效率地定量检测蛋白质的用途上特别有用。对于其方法会在实施方式3中详细阐述。

目标DNA

上述目标DNA可以使用任何物质。通常在定量基因表达量的情况下，目标样品一般使用mRNA来源的cDNA或cRNA。本发明中，在此基础上，可优选使用限制酶处理过的基因组DNA。

通常的利用DNA阵列(DNA微阵列为代表)的基因表达分析，原理上是通过RNA印记法(Northern印记法)进行分析。因此，在以检测具有病患和无病患差别的2个被检体之间表达有差异的基因为目的时是有效的。但是，如果以检测2个被检体之间遗传基因的差异为目的的话，由于观察到基因表达的差异与具有遗传基因差异并非一定一致，因此在此目的上往往是无效的。

另外，为了使用现存DNA微阵列的方法进行大量被检体(系统)的比较表达分析，有必要使得供试系统间的生长期严密一致(同步化处理)、或者是仅回收特定组织。目标DNA所使用的mRAN(cDNA)是表达基因的集合，不能仅仅比较供试生长期中表达异常上调或下调的基因信息。

而且，通过DNA微阵列进行的分析中，报告有例如不能反应转录量、仅在特别限定的组织或时期表达、或者是转录量低RNA印记法无法检测等的，即便基因组上存在着变异的特殊基因也难以检出。

另一方面，支配遗传多样性的物质，并不是一定要在基因的编码区内有所变异。例如在内含子处的插入·缺失的有无、以启动子序列为首的表达调节区域结构不同(启动子活性不同等)的报道有很多。

在作为本发明的一应用例的品种改良(育种)中，可优选使用如后述的禾木科植物作为育种对象。即便在同是禾目科的植物中，大麦的基因组大小是水稻的10倍以上，可以认为占据基因组大部分的非基因区域可能赋予了品种内的生物多样性。

只要本发明涉及的阵列是DNA阵列，被固定的DNA片段(生物物质)就是按照在染色体上的排列顺序进行排列的。因此，通过使用本发明涉及的阵列，通过一次试验就可以把握染色体上哪个部分发生了重组。在使用本发明涉及的阵列进行分析时，按照适用于DNA印记法(Southern印记法)那样调配目标DNA即可。由此，不仅能消除上述以往的RNA印记法中产生的问题，还可以有效率地检测出基因编码区域以外的结构变化。

为适用于DNA印记法，对调配目标DNA的方法没有特别限定，将基因组DNA通过公知的方法进行片段化处理即可。具体地说，可以将限制酶处理过的基因组DNA作为目标DNA进行使用。换句话说，可以使用本发明涉及的阵列进行RFLP分析。

用限制酶消化过的基因组DNA，与mRNA(cDNA)的情况相比较，探针DNA各片段之间的大小差别变得非常大。将长度差别作为多型进行检测时，在阵列上能否正确检测500bp和5kbp的差别有可能成为缺点(读取阵列图像信息的图像读取手段的检测灵敏度成为问题)。

因此将基因组DNA经限制酶处理后、将进行过大小分选的DNA作为目标DNA使用。这样能够将长度差异作为多型有效的检测出来，能够使用本发明涉及的阵列有效进行DNA印记法的分析。

上述的大小分选方法没有特别限定，只要是能够将限制酶处理过的基因组DNA在目的大小范围内进行有效分选的方法即可，可以使用任何技术。例如，可以使用利用离心管的市售核酸精制柱式试剂盒等。还可以通过设定条件、利用PCR对具有特定大小范围的DNA片段进行特异性扩增来进行大小分选。而且，上述基因组DNA的标记方法也没有特别限定，可以使用利用PCR等的公知的标记方法。

阵列制作方法

本发明涉及的阵列的制作方法，至少含有将从任意生物体得到的多种类的生物物质、与生物物质相互作用的合成物质，在载体上规则排列、固定的步骤。此步骤只要是将被固定的上述生物物质或合成物质，以与生物物质相对应的基因为基准，按照该基因在上述生物体的染色体的编码顺序进行排列即可。

如本实施方式，生物物质使用核酸时，例如，调制基因组DNA、用限制酶切断此基因组DNA形成片段后，将此DNA片段制成溶液利用点样机在载体上点样即可。此时如上所述，通过点样机，将上述各DNA片段进行点样、使得能够识别对应基因的染色体信息即可。

上述点样机可以使用公知的装置，没有特别限定。具体地说，可以使用毛细管状的笔将DNA溶液点在基片上、利用喷墨方法将DNA溶液绘制在基片上等。

像微珠阵列那样、当载体是由微珠等小载体集团(小载体群)构成时，在各微珠上固定DNA等的同时，可以将被固定的DNA与染色体上的何位置相对应的排列位置信息和识别编码附加在该微珠上。将这样得到的微珠群分散在公知的液体中，制成微珠溶液，装入到小容器中，则可得到微珠阵列。

本发明涉及的阵列的应用方法

本发明涉及的阵列的应用方法没有特别限定，例如使用生物物质为DNA的阵列时，可使用于从生物体杂交得到的杂交品种中鉴定含有目标性状的染色体片段的用途(鉴定基因型)中、从进行品种改良的生物杂交得到的杂交物种中挑选保持目的性状的品种的用途中。

以往的阵列由于被固定的DNA片段的排列顺序是没有特别规定的、随机排列的阵列，因此可以分析被固定的DNA片段各自的表达量。在上述通过杂交得到的杂交物种个体中，每个基因在染色体上从一个交叉的部分到下一个交叉的部分是以基因块为单位进行遗传的。因此，在基因型鉴定、品种改良中的品种挑选的用途中，不仅仅需要判断是否保持各自的性状、还需要判断染色体上哪个部分何种程度发生了重组以及是否发生了目的以外的重组。因此，DNA片段随机排列的以往的阵列用于品种改良的挑选中效率不好。

与此相对，本发明涉及的阵列，被固定的DNA片段(生物物质)是按照染色体上的排列顺序进行排列的。因此，通过使用本发明涉及的阵列，通过1次试验即可把握染色体上的哪个部分发生了重组。结果，从杂交得到的分离集团中，能够仅将具有目标性状的个体正确挑选出来。而且，使用本发明涉及的阵列的话，由于能够很容易的推断杂交物种后代中染色体的重组，因此可以进行基因组的基因块单位的导入或者基因块内的基因改变。

使用本发明涉及的阵列，能够准确把握所谓的染色体上哪个部分如何重组的重组方式。因此，能够鉴定在杂交物种或者是自然群体中重组频率低的、染色体上的保守部位，有效率地促进局部内的重组。

在使用以往的阵列分析、当无法得到对应某个点的信号时，是此点的基因确实没有表达、或者是分析实验上的错误导致信号无法得到，对这一问题不进行再次确认的话无法进行正确的判断。与此相对，本发明涉及的阵列，由于被固定的DNA片段(生物物质)是按照能够确认染色体上的顺序进行排列的，因此对类似上述实验上的错误可以很容易的进行判断。

具体地说，例如未获取信号的点的前后点的信号已被取得。本发明涉及的阵列，各点是按照能够确认染色体上的排列顺序进行排列的。通常，为了使得染色体上直线排列上邻近的基因中仅一个基因重组，在其附近必须发生二个重组。这种现象的发生几率非常低，因此未能得到信号被断定为是由于实验上的错误造成。这样本发明涉及的阵列，即便是在未得到与某点相对应的信号的情况下，由于也能够容易的判断是否是实验上的错误，因此能够提高分析的精确度。

对于使用本发明涉及的阵列的一例挑选方法进行简要说明。使用大麦的DNA片段制成本发明涉及的DNA微阵列。此时，如图2(a)所示，在本发明涉及的DNA微阵列中，如果存在图中涂黑的点X的话，表示显示酿造特性的基因表达；如图2(b)所示，如果存在斜线标记的点Y的话，表示显示抗病害性的基因表达。

本发明涉及的DNA微阵列中，由于各点是按照染色体上的排列顺序进行排列的，因此上述点X和Y的位置是固定的。例如，在图2(a)中，点X为第一行左边起第1、2及第5、6点，以及最后一行右边起第1、2个点；图2(b)中，点Y为第一行左边起第3、4个点。

如图3所示，将用上述点X表示的、显示酿造特性的基因有所表达的品种(对应的DNA微阵列为左图)和用上述Y表示的、显示抗病害特性的基因有所表达的品种(对应的DNA为阵列为右图)进行杂交，则得到例如图中下部分所示的、用4个DNA微阵列表示的分离集团。从使用DNA微阵列的分析结果中，能够容易的从分离集团中挑选出既显示酿造特性、又显示抗病害特性的基因有所表达的品种(图3中，为用点线圈住的、下部左上方的DNA微阵列所对应的品种)。

另外，对基因组的其他领域，也能够容易的辨别具有来源于哪个杂交双亲的染色体片段。因此，将图2(a)所示品种反过来与杂交品种杂交，能够很容易的挑选出具有图2(a)所示品种的第一行左起第1、2个及第5、6个点，和最后一行右起第1、2个点的所有点，以及含有图2(b)所示品种的第一行左起第3、4个点的品种、进行培植。

能够利用本发明涉及的阵列的生物没有特别限定，可以是植物、动物、或是微生物任一种。特别是，只要是具有染色体的、进行孟德尔遗传的生物，就能够将本发明涉及的阵列应用到上述的挑选方法中。进行孟德尔遗传的生物没有特别限定，可以是商业上利用的、品种改良要求较高的生物。

这样的生物在植物方面，可以是各种作物(农林水产业中生产的植物、农作物)。具体地说，例如水稻、小麦、大麦、黑麦、黑小麦、玉米等的禾目科植物；紫菜等的海藻类；各种蔬菜、花卉类；杉树、柏树等的木材类等等。在动物方面，可以是各种家畜动物。具体地说可以是牛、羊、猪等的家畜哺乳类；鸡、鹌鹑等的家畜鸟类；

鱼、真鲷(加级鱼)、鲤鱼、香鱼(鲶鱼)等的鱼类；蜜蜂、蚕等家畜昆虫类；牡蛎、鲍鱼、扇贝等的贝类等等。微生物则可以是大肠杆菌等的细菌类、酵母、丝状菌、放线菌、担子菌等。

上述中，在禾目科植物中含有水稻、小麦、玉米或大麦等的国际化栽培的谷物，多是具有重要战略意义的作物。因此，如果本发明适用于这些禾目科植物的品种改良的话，能够有效率地得到具有优良性状的品种。

能够利用本发明涉及的阵列的生物也包含实验用的动植物(实验动物、实验植物)。具体地说，实验动物可以是小鼠、大鼠、果蝇、线虫等；实验植物例如可以是白犬荠(Arabidopsis thaliana)等。

本发明中，当利用本发明涉及的阵列进行基因型鉴定时，上述生物也可以是人类。换而言之，只要利用本发明涉及的阵列，由于能够有效率地鉴定基因性，因此可以优选作为基因诊断方法使用。

实施方式2

以图4为基础，对本发明涉及阵列的其他实施方式进行说明，如下所述。但本发明并不限定于此。

在上述实施方式1中，以生物物质使用核酸为例说明了本发明，但是本发明并不限定于此，上述生物物质可以使用多肽。

作为生物物质的多肽

本实施方式中的多肽，只要是氨基酸以肽键结合的高分子化合物即可，没有特别限定。具体地说，可以是蛋白质或其片段、或者是寡肽。这里的蛋白质片段是指由完整蛋白质的部分氨基酸序列组成的多肽。寡肽是指分子量在5000以下的多肽。上述蛋白质，既包括形成多体的蛋白质的复合体、也包括单体蛋白质。

本实施方式中的阵列，也与上述实施方式1相同，在载体上被固定的多肽的排列顺序是各多肽对应的各个碱基序列块在染色体上排列的顺序。

例如在制作任意生物Z的阵列时，如图4所示、与图1同样，假定生物Z的染色体上存在有10种基因ABC1～10，这些ABC1～10基因在染色体上按顺序排列。此时，如果得到由上述ABC1～10基因分别转录翻译(图中箭头所示)的10种蛋白质、在制作阵列时，在基片上将这些蛋白质按照上述染色体上的排列顺序进行规则点样。

在本实施方式中，上述“碱基序列块”可以是与“蛋白质编码基因”相对应的区域，也可以是仅与成为蛋白质片段的多肽相对应的区域。

生物物质是蛋白质时，其具体的种类没有特别限定，优选使用酶、激酶、抗体、受体、含有SH3结构域的蛋白质。这些蛋白质，在上述实施方式1中的DNA同样，优选以遗传图或物理图为基准进行排列。

本实施方式中的阵列的种类

本实施方式中的阵列的具体种类没有特别限定。只要在载体上将上述多肽按照相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序进行排列、固定即可。具体地说，可以是类似肽阵列、激酶阵列、抗体阵列、酶阵列、SH3结构域阵列、受体阵列等的，与被固定的多肽的种类相对应的阵列。

上述肽阵列是在载体上固定寡肽的阵列。此寡肽可以是合成的物质，也可是通过公知方法分解或切断蛋白质等多肽的产物。

上述激酶阵列是将多种类的蛋白质激酶精制后、在载体上排列固定的阵列。由于可观察到通过激酶的磷酸化模式，因此可以观察细胞内蛋白质的动态、进行包括蛋白质磷酸化目标在内的研究。

上述抗体阵列是在载体上排列、固定多种类的抗体的阵列，也称为“抗体芯片”。通过将此抗体阵列与蛋白质相结合，可以检测与目标抗体相互作用的蛋白质。

上述酶阵列是在载体上排列、固定多种类的酶的阵列，可以以监测各种酶活性为目的进行使用。

上述SH3结构域阵列是在载体上排列、固定含有SH3结构域的蛋白质群的阵列，代表性例子可以举出Panomics公司制造的阵列。

上述SH3(Src Homology3)结构域是在Src蛋白质中含有的比较短的保存区域。具体地说，由50～70个氨基酸残基组成，在反相平行β链中具有5～6根密集的β筒管构造。SH3结构域通过含有6～12残基共同序列的肽区域(称为SH3配位基)与目标蛋白质特异性结合。SH3配位基已知的有两种类型，任何一种都含有脯氨酸，此脯氨酸通过占据亲水性凹处进行结合。

作为含有SH3结构域的蛋白质，人类中已知的有约408种，作为各种相互作用的中介物，负责细胞间联络、细胞表面向细胞核的信号传导。因此，通过使用SH3结构域阵列，能够确认特定蛋白质与何种信号传导有关、在特定的反应通路中有多少种蛋白质是参与的。

上述受体阵列是将与各种细胞应答有关的受体(接收器)蛋白质在载体上排列、固定的阵列。受体没有特别限定，只要是当激素、神经传递物质、内泌素等外来性物质、物理、化学的刺激引起某种细胞应答时，能够特异性识别此物质或刺激即可，并不是一定要限定在蛋白质上。但一般来说，多是能被细胞膜、小器官膜或者是细胞质内存在的特定物质或刺激所活化的蛋白质。

在上述的各阵列中，也包含被分类到所谓的生物学芯片中的物质。生物学芯片是蛋白质芯片的一种。

蛋白质芯片是将适合于蛋白质分析的各种化学性质固定在点样表面形成的小型阵列(芯片)，按其分析目的大体分为化学芯片和生物学芯片两种。生物学芯片是为了分析蛋白质等多肽的特异性结合(相互作用)所使用的阵列，被固定的物质为能够与多肽相互作用的物质，可以举出抗体、受体、DNA等。因此，上述实施方式1中说明的、固定有核酸的阵列，从其目的(用途)来看，也属于生物学芯片。对于化学芯片在实施方式3中叙述。

在生物学芯片中存在着将羰基二咪唑基、环氧基在表面上固定的类型。这些官能团(化合物)能够将抗体、受体蛋白质、DNA等生物物质简单的固定。因此可以根据分析目的简单地制作阵列。换句话说，本发明涉及的阵列，可以在载体表面上直接固定生物物质(或合成物质)，也可以如上述生物学芯片那样、通过能与载体表面和生物物质两者都良好结合的配位基化合物将该生物物质固定。

实施方式3

以图5和图6为基础，对于本发明涉及的阵列的其他实施方式进行说明，如下所述。本发明并不限定于此。

在上述实施方式1中举了生物物质为核酸的例子，上述实施方式2中举了作为生物物质使用多肽的例子来说明本发明，但本发明并不限定于此，也可以使用与上述生物物质相作用的合成物质。

合成物质例

作为上述合成物质只要是与生物物质相互作用的物质即可，没有特别限定。具体地说，可以是含有与蛋白质相互作用的疏水性基团、阳离子交换基团、阴离子交换基团、金属离子固定基团、极性基团等的化合物。另外，上述合成物质也可包含合成寡核苷酸、合成寡肽。

本实施方式中的阵列也与上述实施方式1、实施方式2同样，在载体上固定的合成物质的排列顺序是与该合成物质相作用的生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序。

例如，在制作任意生物Z的阵列时，如图5所示，与图1、图3相同，假定生物Z的染色体上存在10种基因ABC1～10，这些ABC1～10基因在染色体上按顺序排列。此时，如果能够得到上述ABC1～10基因的各自的被转录翻译(图中箭头所示)的10种蛋白质，且各蛋白质与某化合物特异性的相互作用的话，在制作阵列的时候，按照将相互作用蛋白质编码的基因在上述染色体上的排列顺序、将这些化合物在基片上规则点样。

使用上述合成物质得到的阵列的具体例子，可以举出上述实施方式中所述的、包含在蛋白质芯片中的化学芯片。化学芯片主要用于蛋白质的表达分析、精制和鉴定的用途上；生物学芯片主要用于评价蛋白质的特异性结合等(相互作用)。

如上所述，在蛋白质芯片中含有化学芯片和生物学芯片，其中化学芯片在其表面固定了疏水性基团、阳离子交换基团、阴离子交换基团、金属离子固定基团、或极性基团等的官能团(化合物)。此化学芯片，一般与色谱法相同，通过在一定反应条件下与样品接触、这些官能团能够捕获该样品中的蛋白质。上述样品只要是含有蛋白质(具有可能性)的物质即可没有特别限定。例如可以是血清、尿、骨髓液、关节液、唾液、组织匀浆物等的生物样品；细胞培养上清液、培养细胞破碎液等的培养液样品。

蛋白质芯片系统

广义的蛋白质芯片不仅仅包含上述的化学芯片，也包含上述实施方式2中所述的生物学芯片，其分析方法没有特别限定，一般使用蛋白质芯片系统。此蛋白质芯片系统的具体构成没有特别限定，一般来说，可以是由上述的蛋白质芯片、测定用的蛋白质芯片读出器、装有测定·分析用软件的计算机构成。当然，也可含有除此以外的结构。

上述蛋白质芯片读出器，没有特别限定，只要是能从蛋白质芯片中将蛋白质的表达分析、相互作用评价作为某种数据读取的装置即可。一般来说，可以使用飞行时间型质量分析装置(TOS-MS)。此装置将样品离子化，通过一定的加速电压使其具有动能、在高真空度的管内自由飞行、到达检测器。通过测定此飞行时间、分析样品的质量，从而从蛋白质芯片中读取蛋白质表达分析、相互作用评价等的数据。

在上述TOS-MS中使用的样品，可以是蛋白质等多肽，当然也可以是DNA等核酸。这里，将这样的生物物质样品离子化的方法没有特别限定。一般来说，可以使用MALDI(基质辅助激光解吸电离法)。此MALDI法是在将样品固定在金属板(载体)上时，利用激光照射进行离子化的。使用MALDI法的TOS-MS称作MALDI-TOF-MS。

对使用上述蛋白质芯片系统的分析方法的一例进行说明。首先，在蛋白质芯片上的点样处加上1～数百μl的样品；然后，在一定条件下洗净蛋白质芯片的表面，除去未与在该蛋白质芯片表面上被固定的物质相互作用的物质。这样，在特定条件下对捕获在点样处的蛋白质进行选择，接下来用MALDI将各点离子化、通过TOS-MS测定分子量。得到的各点的结果，利用上述计算机进行数据分析。

上述蛋白质芯片系统中，不使用标记、标签，根据其质量数，就可以从少量的样品中对多个被检物进行短时、定量、简单的分析。而且，在不对粗样品中的微量成分进行前处理的情况下也能进行测定。另外，可以在测定前将点样处残留的盐类简单地除去。这样的系统，可优选用于各种疾病标记蛋白质的探索、毒性评价、或筛选与特定分子相互作用的分子(药剂候选物质)等的用途上。

而且，此时如果将蛋白质芯片上被固定的合成物质、生物物质按照染色体上被编码的顺序的进行排列的话，可以得到上述实施方式1中所述的优点，因此能够提高蛋白质芯片系统的分析水平、用于更具有实用性的用途上。

微珠阵列系统

作为用于有效率地鉴定蛋白质的阵列可以举出上述实施方式1中所述的微珠阵列。如图6所示，此微珠阵列将微孔板的孔作为小容器，将多个附有识别标记的微珠装入其中(图中为10个)。在此微珠表面上固定有生物物质、合成物质(此例中为抗体)等的探针。

由于此微珠上附有上述的排列位置信息，通过读取识别标记，则就可以特定表面上被固定的探针是何种蛋白质(图中从ABC1～10基因分别被转录翻译(图中箭头所示)的10种蛋白质中的哪一种)。特别是，使用2个波长的激光可以对100种微珠进行定量。

由于此手法可在液相中进行检测，因此特别对蛋白质等的定量有用。作为代表物，可以举出日立软件工程公司制造的荧光微珠阵列系统Luminex。

此微珠阵列系统的具体构成没有特别限定，一般来说，可以是由带有上述探针的平板、荧光检测用的分析装置、装有测定·分析用软件的计算机构成。当然，也可以含有除上以外的结构。

上述的分析装置，只要是能够将从微珠阵列中的蛋白质表达分析、相互作用评价作为某数据进行读取的装置即可，没有特别限定。一般来说，可以使用带有流式细胞仪和通过激光进行荧光检测的装置。此装置中，由于能够识别微珠的色调，分别在其上固定不同的抗体，使其与标记的样品结合，通过流式细胞仪能够测定每个微珠上样品的结合量。对一种微珠将数百个此反应进行累计、对样品进行定量。

上述微珠阵列系统所用的样品，可以是蛋白质等多肽、也可以是DNA等核酸。此微珠阵列系统，能够在液相中从少量样品中对多个被检物进行短时、定量的分析。而且，如果此时按照在染色体上被编码的顺序、对在微珠阵列上被固定的合成物质、生物物质进行分析的话，能够得到上述实施方式1中所述的作用和效果。

本发明不被上述各实施方式所限定，可以在权利要求所示的范围内有各种变动，将各实施方式中分别提到的技术手段进行适当组合、得到的实施方式当然也包含在本发明的技术范围内。因此，本实施方式3中，作为本发明涉及的阵列，将微珠阵列和蛋白质芯片作为了例子，但是像上述蛋白质芯片系统的阵列分析装置，当然也可用于上述实施方式1中的DNA微阵列等中。

如上所述，本发明涉及的阵列是以生物物质相对应的基因为基准、按照染色体上被编码的顺序，将生物物质、与生物物质相作用的合成物质进行排列、分析而构成。因此，可以使用在品种改良的挑选等更具有实用性的用途上，同时可以提高阵列的分析可靠性等。

在上述本发明涉及的阵列中，可以根据其应用目的制成试剂盒。例如，将实施方式1所说明的DNA阵列用于品种改良时，可以将调制本发明涉及的阵列和目标DNA的试剂和器材等进行组合、做成试剂盒。

实施方式4

以图7到图9为基础，对本发明涉及的基因型分析表示系统的一实施方式进行说明，如后所述。但本发明并不限定于此。

本发明涉及的基因型分析表示系统是对在任意生物物种中、对个体A和个体B的杂交(A×B)得到的杂交物种个体，使用核酸阵列得到的杂交结果进行分析，以可视方式表示该杂交物种个体的染色体上哪个位置发生了交叉的系统。

本发明涉及的基因型分析表示系统的具体构成没有特别限定，具体地说，可以是如图7所示的、具备图像信息处理部(图像信息处理单元)11、遗传图制成部(遗传图制成单元)12、基因型来源辨别部(基因型来源辨别单元)13、表示用信息生成部(表示用信息生成单元)14、控制部(控制单元)15、存储部(记忆单元)16、扫描装置(图像读取单元、输入单元)21、外部通信部(外部信息输入、输出单元)22、记录介质读写部(存储单元、输入单元、输出单元)23、手动输入部(手动输入单元)24、打印机(图像形成单元、印刷单元、输出单元)25、显示器(图像表示单元、输出单元)26等的构成。上述构成的基因型分析表示系统可以大致分为输入部、输出部、分析部(分析单元)10。

(I)核酸阵列

核酸阵列的具体构成

本发明中是对所要求的生物物种中、对个体A和个体B的杂交(A×B)得到的杂交物种后代的个体，通过核酸阵列分析基因表达量、利用其结果分析表示基因型。这里，本发明所用的核酸阵列没有特别限定，可以适当使用公知的核酸阵列。具体地说，可以是微阵列、巨阵列、微珠阵列等。在本实施方式中，由于使用的上述核酸为DNA，所以作为更具体的例子可以举出DNA微阵列、DNA巨阵列等的DNA阵列。

首先，DNA微阵列也被称做DNA芯片，被固定化的DNA多被称作探针。在微阵列中，由于阵列尺寸小于巨阵列、密度高，因此通过增加作为探针固定的基因(DNA片段)数量，可以进行更加网络化的基因表达的分析。

DNA微阵列可以按照被固定的DNA的种类进行分类，但也可以根据制作方法进行分类，因此能够明确其在构造上的差别。具体地说，根据制作方法，微阵列可以大致分为Stanford type和Affymetrix type两种。

Stanford type的DNA微阵列是将显微镜用的载玻片作为基片(载体)使用，在其上利用点样机将DNA溶液进行点样制造而成。Stanford type的DNA微阵列，具有使用点样机、何时都能制造阵列的优点，但是点样机等硬件还很昂贵，为点样用需要多准备探针、取得核酸的准备繁琐。

另一方面，Affymetrix type的DNA微阵列，不是利用点样机在载体上固定DNA片段，而是利用半导体制造中使用的微细加工技术、具体地说是使用光刻法，在基片上化学合成25mer左右的寡DNA，进而制造。

更具体地说，每1个基因，根据碱基序列数据、设定11位点到20位点的25mer，将各25mer完全一致的寡DNA和将第13个碱基故意改变、1个碱基错配的寡DNA作为一组，制成探针。通过以公布的数据库中的数据为基础设计，可以不使用点样机制造阵列。而且，探针(DNA片段)的长度一定、序列已知，因此具有使得对杂交具有很大影响的GC含量一定的优点。但是，由于是从数据库信息合成探针，因此有必要对新分析的克隆进行分离。

本发明中的核酸阵列，可适当使用上述Stanford type和Affymetrixtype的任一种DNA微阵列。

对上述DNA微阵列的使用方法的一例进行说明。首先，在DNA微阵列中，将用荧光染料标记的目标DNA(以下略称“目标”)杂交。此时，在DNA微阵列上含有与探针相辅序列的目标分子与上述探针分子对应结合(杂交)、除此以外的目标分子不结合。因此，通过将未结合的目标分子洗脱、除去，在微阵列上只留有结合上了的目标分子。由于此目标分子用荧光染料进行过标记，因此将目标的荧光作为信号强度进行测定、鉴定杂交的探针。

用荧光标记的上述目标，一般情况下是通过从要比较的两种状态(称为第1状态和第2状态)的细胞中提取mRNA、在荧光标记的核苷酸的存在下进行反转录反应而制成。此时，对上述的两种状态分别使用具有不同检测波长的2种荧光染料。由于在目标中表达量多的基因的cDNA含得多，上述荧光信号强度与各状态中基因的表达量相对应。因此，只要测定上述信号强度，就可以检测特定基因的表达量。

上述DNA巨阵列基本上与DNA微阵列具有相同的构造，但是载体一般使用尼龙膜等的一般的膜滤器，在此点上有所不同。巨阵列的优点在于，通过遵循公知的印记方法、可以在基因组范围内进行表达谱分析，由于将点样了的DNA进行碱变性处理后固定在膜滤器上、因此不会有像微阵列那样在杂交和洗脱中发生DNA的脱离等。因此，可以根据用途分别使用巨阵列和微阵列。

对上述巨阵列的使用方法一例进行说明。巨阵列的使用方法基本上与上述微阵列的相同。具体地说，首先在巨阵列上将用33P等同位素标记了的目标进行杂交，其后将未结合的目标分子洗脱除去、使得巨阵列上只留有结合了的目标分子。这里，由于结合的目标分子用上述同位素标记，因此与微阵列不同、将点在成像板上曝光，将此成像板的目标表达量作为信号强度进行测定。

本发明能够使用的其它核酸阵列可以是质量阵列(MassArray)。质量阵列(MassArray)是在硅制基片上将基因组DNA片段规则排列、固定化制得的，基本上与上述DNA微阵列具有相同构造。此质量阵列(MassArray)是为了SNP分析开发研制的，因此其使用方法与DNA微阵列不同。

在质量阵列(MassArray)中的目标SNP附近合成相当的寡核苷酸、进行杂交。将此作为引物、通过DNA聚合酶延长，形成与SNP相对应的、仅有1个碱基不同的DNA片段。将其溶出、用MALDI进行离子化后，只要能够通过TOS-MS检测出1个碱基的质量差异，就能够决定SNP的型。

本发明中能够使用的其他核酸阵列还可以是微珠阵列。此微珠阵列在小容器中在附有识别编码的微珠表面固定核酸、抗体等的探针，通过读取微珠的识别编码特定表面上被固定的探针，因此如果使用2个波长的激光、可以对100种微珠进行定量。这样，本发明涉及的阵列，上述载体可以是由固定每个生物物质或合成物质的小载体(上述情况下为微珠)集团构成。

染色体座位可确认阵列

本发明中最优选使用的核酸阵列是上述实施方式1等中说明的染色体座位可确认阵列。也就是说，这种染色体座位可确认阵列具有以下构成：被固定的探针(多个核酸分子)是按照能够确认各核酸分子所对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序进行排列的。最典型的染色体座位可确认阵列可以是具有下列构成：每个核酸分子(探针)的排列顺序是与该探针的碱基序列相对应的碱基序列块在染色体上的排列顺序，即各探针按照染色体上的顺序排列。像这样、探针按照染色体顺序排列的、染色体座位可确认阵列的核酸阵列，可以适用于上述微阵列、巨阵列、质量阵列(MassArray)等。

另一方面，上述的微珠阵列只要在将被固定的探针进行固定化的微珠上，附加有与各探针碱基序列所对应的碱基序列块在染色体上的排列顺序相对应的排列位置信息即可。这样在使用时，在得到分析结果(杂交结果)的同时，读取这些排列位置信息，可以将上述分析结果的排列顺序变换成在染色体上的排列顺序。

上述核酸阵列中被固定的核酸分子，可以是DNA也可以是RNA。一般来说，如上所述使用DNA。DNA阵列(核酸阵列)上被固定的探针的DNA没有特别限定，优选使用遗传标记、基因组DNA、限制酶处理过的基因组DNA、cDNA、EST、或合成寡DNA等。这些DNA优选以遗传图或物理图为基础进行排列。例如使用多种类的上述遗传标记成为遗传标记群时，优选将其制成遗传图，这样，就可以以遗传图为基准、将上述DNA片段在基片上进行排列。

作为上述的遗传标记和遗传标记群，只要是能够作为染色体上的遗传标记进行使用的物质即可，没有特别限定。具体地说可以是使用上述EST的EST标记、含有单核苷酸多态性(SNP、Single Nucleotide Polymorphism)的SNP标记、限制酶片段长度多态性(RFLP，Restriction Fragment LengthPolymorphism)标记、微卫星标记(SSR(Simple Sequence Repeat)标记)，但并不限定于此。因此，上述遗传标记(群)中，也包含可以作为标记使用的限制酶处理过的基因组DNA、EST、合成寡DNA等。

在载体上被固定化的DNA(探针)的数量(种类)没有特别限定，通常可以是数千个(10³)水平。此固定化的数量(被排列的数量)随着点样器等阵列制造中使用的装置的种类、载体(基片)的面积有很大变动。

DNA阵列中，无法得到与被固定的DNA(探针)相对应的基因以外的基因的表达相关的信息。因此，在尝试进行更加体系·网络化的基因表达分析时，优选使得被固定的DNA(探针)的数量尽量的多。

(II)基因型分析表示系统的构成

输入部

本发明中，在要求的生物物种中，对通过个体A和个体B杂交(A×B)得到的杂交物种后代的个体，利用核酸阵列分析基因的表达量、使用其结果分析表示基因型。因此，本发明涉及的基因型分析表示系统中，输入部只要具有能够将通过核酸阵列得到的基因表达量的杂交分析结果，即成为分析对象的杂交物种个体的网络化的基因表达量信息输入的单元即可。

如图7所示的结构中，从扫描装置21将核酸阵列的分析结果作为图像信息进行输入、在图像信息处理部11将此图像信息进行分析、由分析结果生成基因的表达量信息。作为此扫描装置21没有特别限定，只要是能够将使用核酸阵列的杂交结果作为图像信息进行读取的图像读取手段即可。更具体地说，从核酸阵列中，通过将在探针上杂交的目标的荧光作为信号强度的图像数据进行读取，由此检测基因的表达量。因此，上述扫描装置21可以使用公知的荧光扫描装置21等。

从扫描装置21中得到的图像信息，通过必要的信息处理，可以生成基因的表达量信息。因此，本发明中，如图7所示，优选具备从得到的图像信息分析基因的表达量、生成网络化的基因表达量信息的图像信息处理部11。图像信息处理部11的具体构成没有特别限定，可以使用公知的基因表达分析系统。

在本发明中，如后所述，将从上述核酸阵列得到的杂交分析结果(杂交物种个体的网络化的基因表达信息)与该杂交物种个体的双亲的遗传信息及这些个体所属生物物种的遗传图相比较。因此，在本发明涉及的基因型分析表示系统，在上述扫描装置21(图像读取单元)之外，可以加上能够输入双亲遗传信息及遗传图信息的单元。

作为双亲遗传信息的输入单元没有特别限定，在图7所示的构成中，外部通信部22、记录介质读写部23、手动输入部24等与此相当。由于基本上充分了解亲代个体的各种遗传信息，例如可以通过外部通信部22、利用网络从数据库中输入双亲的遗传信息，也可以用记录介质读写部23读取被各种记录介质记录的双亲遗传信息，如果具有能够手动输入的信息、也可以使用手动输入部24输入。

外部通信部22只要是能够和外部装置进行信息的输入、输出的构成即可，没有特别限定。可以使用公知的LAN局域网卡、LAN局域网板、LAN局域网适配器、调制解调器等的公知的通信用接口。作为记录介质读写部23的具体构成也没有特别限定，可以优选使用硬盘驱动器、软盘驱动器、CD-ROM驱动器、DVD-ROM驱动器等公知的驱动器；各种存储器卡；USB存储器等盒式存储器等。手动输入部24的具体构成也没有特别限定，可以优选使用键盘、手写输入板(图形输入板)等的以往公知的输入手段。

作为上述双亲的遗传信息没有特别限定，可以是双亲的基因型、基因表达谱信息等。其中，已知的可能性较高的信息是双亲的基因型信息。特别是，由于实验用的生物、农作物或者是家畜等的重要的生物物种的基因型被广泛公开、制成了数据库，因此作为双亲的遗传信息，可以优选使用基因型信息。

基因表达谱信息是通过对细胞内的基因表达进行了网络化分析得到的信息，在一般的条件或是特定条件下，根据个体的基因型不同有可能基因表达的模式不同。因此，此基因表达谱信息，可以代替上述基因型信息、作为双亲的遗传信息使用；也可以同上述基因型信息共同使用、增强双亲的遗传信息。

遗传图信息的输入手段也没有特别限定，可以与输入上述双亲遗传信息的手段相同。这是因为遗传图与双亲的遗传信息同样、多数是作为染色体图已被完成。但是，对大部分的农作物、家畜动物等来说，多数还没有制成充分的遗传图。因此，本发明中如图7所示，可以设置以遗传图制成信息为基础、制作必要的遗传图的遗传图制成部12。关于此遗传图制成部12，在后面详细叙述。

上述杂交物种个体的网络化的基因表达量信息也可以不通过扫描装置21·图像信息处理部11进行输入。例如也可以从外部通信部22、记录介质读写部23输入已经通过扫描装置21和其他基因表达分析系统输入、分析过的基因表达量信息。

本发明涉及的基因型分析表示系统优选设有能够对上述杂交物种个体的网络化的基因表达量信息、双亲的遗传信息、以及遗传图制成信息中的至少一种进行修改的手段。具体地说，在如图7所示的构成中，上述手动输入部24与此相当。

如后所述，本发明涉及的基因型分析表示系统中，在其分析过程中，在制成遗传图时、生成表示用信息时，可以进行确认是否有输入错误的步骤。这样，可以更加提高最终得到的表示用信息的可靠性。因此，优选具备用于改正此输入错误的手段，具体地说，可以是手动输入部24。当然，用于改正的手段并不是限定于手动输入部24，可以是其他的手段。

分析部

本发明中，在要求的生物物种中，对通过个体A和个体B杂交(A×B)得到的杂交物种后代的个体，利用核酸阵列分析基因的表达量、使用其结果分析表示基因型。因此，分析上述输入部输入的信息的分析部10是必须的构成部。如图7所示，分析部10至少设有基因型来源辨别部13和表示用信息生成部14即可。

上述基因型来源辨别部13，将从上述扫描装置21读取的、由图像信息处理部11生成的基因表达量信息和多型信息，或者是从外部通信部22、记录介质读写部23等输入的基因表达量信息与上述双亲的遗传信息及上述遗传图相比较，辨别任意杂交物种个体的基因型是来自于哪个双亲的。此时，由基因型来源辨别部13进行的辨别种类可以根据杂交过程、生物物种等适宜决定，没有特别限定。例如可以将任意基因型辨别为双亲任一方型、异型、或者是无法判断的任何一种，将其作为辨别结果生成。

上述的辨别是通过将双亲的遗传信息(基因型、表达谱信息)和遗传图，与基因表达量信息和多型信息相比较进行的。此多型信息可以是由SNP、RFLP导致的多型。这些多型信息通常能够作为遗传标记利用，换言之，上述的辨别中，只要将在比较对象的基因型中是否有特定的遗传标记作为基准进行即可。当然，本发明并不限定于此，只要能够进行有效的辨别，在具体的比较方法中并非一定要利用多型信息。

上述表示用信息生成部14，将多个由基因型来源辨别部13得到的辨别结果综合，以这些辨别结果为基础，将每个染色体上的多个基因型综合进行表示，使得能够识别每个基因型是来自于哪个双亲。此时所生成的表示用信息，只要是能够识别每个染色体上各基因型的来源的构成即可，没有特别限定，例如，优选将统计量包含在表示用信息中、进而生成。作为统计量，没有特别限定，具体地说，可以是不同染色体的重组数及重组频率中的至少一种，优选两种都有。如果这些统计量包含在表示用信息中的话，不仅仅能够确认各个基因型的来源、也能够确认杂交物种个体的不同染色体上发生了什么样的交叉。

上述表示用信息中，只要能够识别各染色体上各基因型的来源即可，具体地说，如图8所示，能够通过改变表示色或表示模式，可识别地表示任意基因型的来源即可。在图8所示例中，横线的结网模式区域为父亲型(双亲中的一方)，点的结网模式区域为母亲型(双亲中的另一方)，黑色涂抹的模式区域为异型，没有任何表示模式指示的空白区域为来源不明，此表示模式并不限定于此，也可以用表示色进行区分。

一般将表示生物物种的每个个体基因型的图称为图解基因型(graphical genotype)。当已经存在与性状连锁的标记的时候，通过此图可以了解该性状(基因位置)是否包含在该个体中。因此，本发明是能够从由核酸阵列的基因表达量的杂交分析结果，用图解基因型(graphicalgenotype)表示双亲的基因型的技术。因此，在本发明中生成的表示用信息中，优选使用图解基因型(graphical genotype)所用的表示方法。

在本发明涉及的基因型分析表示系统中，在上述基因型来源辨别部13和表示用信息生成部14的基础上，可以具备上述遗传图制成部12。遗传图制成部12根据遗传图制成信息为基础，制成上述杂交物种个体所属生物物种的遗传图。如前所述，生物物种不同、其遗传图有已制成的，但是遗传图未制成的生物物种也有很多，因此优选具备遗传图制成部12。

遗传图制成部12只要是以各种遗传图制成信息为基础、能够制成每个染色体的遗传图即可，没有特别限定。此时所使用的遗传图制成信息，具体地说，可以使用在分析对象的生物物种中已知的基因和/或遗传标记的名称，以及该基因和/或标记的染色体上的座位位置的至少一种。

输入上述遗传图制成信息的手段没有特别限定，可以使用上述各输入部，例如图7所示的外部通信部22、记录介质读写部23、手动输入部24等。

通过使用前述染色体座位可识别阵列，可以通过定位座位位置未知的遗传标记制成遗传图。具体地说，对染色体座位可确认阵列，将从作为分析对象的生物物种的孟德尔分离集团中得到的目标分别进行杂交，在制成遗传图的同时，通过将座位位置未知的遗传标记与同一个染色体座位可确认阵列进行杂交，可以决定未知的遗传标记的座位位置。由此，能够制成高密度的遗传图。

上述例中，作为染色体座位可确认阵列使用的是同一阵列，但是定位座位位置未知的遗传标记的方法并不限定于此。例如，通过用不同阵列上的遗传标记处理同一目标，也可以进行定位。此时，如Single FeaturePolymorphism(SFP)那样，将基因的表达量进行孟德尔式分离时，即便不能检出SNP、RFLP导致的多型，也能够定位该基因。

因此，本发明所涉及的基因型分析表示系统中，在分析基因型的前半段，为了在遗传图制成部12制成遗传图，也可以通过扫描装置21·图像信息处理部11从阵列中读取杂交结果、进行分析处理。因此，如图7所示，从图像信息处理部11也能够向遗传图制成部12输出信息(图中箭头)。

在存储部16中，可以暂时存储、存放由上述遗传图制成部12制成的遗传图、基因型来源辨别部13中产生的辨别结果等。如图7所示的分析部10中具备的存储部16，是存储本发明涉及的基因型分析表示系统所利用、生成的各种信息的存储部，通过控制部15来控制存储操作。存储部16的具体构成没有特别限定，可以是RAM、ROM等的半导体存储器等。作为输入部之一已说明过的记录介质读写部23也可以用作本发明的存储部。关于此方面，将在接下来的输出部一项中具体说明。

如图7所示构成的分析部10设有控制部15，此控制部15控制分析部10的全部动作、甚至控制基因型分析表示系统的全部动作。图7所示构成中相对于图像信息处理部11、遗传图制成部12、基因型来源辨别部13、表示用信息生成部14以及存储部16的各个单元，通过上述控制部15输出控制信息、根据此控制信息将上述各单元协同工作，使得上述基因型分析表示系统全体工作。另外，因为各单元也可向控制部15输入各种信息，因此，在图7中表示控制信息交换的箭头是双向的。

输出部

本发明中，在所要求的生物物种中，对通过个体A和个体B杂交(A×B)得到的杂交物种后代的个体，利用核酸阵列分析基因的表达量、使用其结果分析表示基因型。因此，本发明涉及的基因型分析表示系统，作为输出部可以具备用于输出表示用信息的单元。

上述用于输出表示用信息的输出部没有特别限定，具体地说，具备在画面上表示表示用信息(软拷贝)的显示器26、以及将表示用信息打印出来(硬拷贝)的打印机25中的至少一种，优选两者兼有。显示器26的具体构成没有特别限定，可以优选使用公知的CRT显示器、液晶显示器、等离子显示器等各种表示装置。打印机25的具体构成也没有特别限定，优选使用公知的喷墨打印机、激光打印机等图像形成装置。

优选上述显示器26和打印机25任何一个都能够以彩色输出表示用信息。这样，可以将基因型的来源通过各种表示色进行区分，所以可以增强表示的变化。即使在图8所示的、用表示模式区分基因型来源的情况下，由于用颜色进行表示能够更容易区分，因此优选。

上述输出部，并不限定于上述显示器26和打印机25，可以使用其它手段。具体地说，上述外部通信部22也可以作为输出部优选使用。也就是说，上述外部通信部22可以与外部装置之间进行信息的输入、输出，因此成为兼具输入部和输出部的构成。这样，通过外部的网络等可以向其他装置传送表示用信息，因此能够更加有效率地使用本发明涉及的基因型分析表示系统。

具体地说，例如基因型分析表示系统是通过LAN与外部装置连接时，假定仅有一台用于研究等的基因型分析表示系统，则其他研究者可以通过个人计算机等的信息终端公用该基因型分析表示系统。进而，通过通信网络、可以将上述基因型分析表示系统的分析结果存在外部的服务器中，结果可以更加有效地利用分析结果。

作为上述输出部，也可优选使用作为一个输入部说明过的记录介质读写部23。即，本发明涉及的基因型分析表示系统中，不仅仅从记录介质读取信息，如果具备能够写入的驱动器的话，在可以将其作为输出部使用。记录介质读写部23的具体构成没有特别限定，如在上述输入部中说明的一样，可优选使用硬盘驱动器、软盘驱动器、CD-ROM驱动器、DVD-ROM驱动器等公知的驱动器；各种存储器卡；USB存储器等的盒式存储器等。

这样，如图7所示的构成中，分析部10由图像信息处理部11、遗传图制成部12、基因型来源辨别部13、表示用信息生成部14、控制部15以及存储部16构成。所举的一例中是除此以外的输入部·输出部是以分别独立的状态构成的系统，当然本发明并不限定于此，也可以是所有单元成为一个装置的构成，也可以是一部分输入部和/或输出部与分析部10一体化的构成，还可以是含有图7中所举单元以外的单元的构成。

上述分析部10的具体构成没有特别限定，可以是以往公知的运算单元、具体地说、计算机中央处理装置(CPU)等，只要其操作是根据计算机程序执行的即可。

(III)基因型分析表示系统的分析方法

用本发明涉及的基因型分析表示系统进行的具体分析方法没有特别限定。具体地说，可以是如图8所示的12步骤的构成。

首先，在步骤101(以下将“步骤”省略为S)中，通过各输入部输入遗传图制作信息(染色体、重要基因或遗传标记的名称、座位位置等)。然后，在S102中，根据上述遗传图制作信息、在上述遗传图制成部12制成遗传图，输出到基因型来源辨别部13。此时，也可将遗传图存储在存储部16，也可以根据需要在显示器26上进行中间显示。其后，在S103确认输入是否有错误、即是否应该修改。有错误的话(图中YES)则在S104中用手动输入部24等重新输入遗传图制作信息，返回S101。

如果不需要修改的话(图中NO)则进入到S105。在S105中，由输入部输入双亲的遗传信息(双亲的基因型和/或基因表达谱信息)。接着，在S106中，从扫描装置21和图像信息处理部11输入分析对象的杂交物种个体(图9中为对象个体)的基因表达量信息(即DNA阵列的分析结果)。这样在S107中，在基因型来源辨别部13中将杂交物种个体的网络化的基因表达信息、与该杂交物种个体的双亲的遗传信息及这些个体所属生物物种的遗传图相比较，辨别任意杂交物种个体的基因型来自双亲中的哪一个。其后，在S108中确认是否将必要的基因型全部进行了辨别。如果未进行辨别的话(图中NO)，则返回S107、重新进行辨别。

相反，如果在S108中完成了所有基因型的辨别的话，在S109中，通过表示用信息生成部14，将多个辨别结果集中、根据这些辨别结果，生成用于综合、表示每个染色体上的多个的基因型的表示用信息，使得能够识别每个基因型是来自于双亲中的哪一个。此时，可以将表示用信息存储在存储部16中，也可以根据需要、在显示器26上进行中间显示。其后，在S110中确认是否有错误产生、即确认是否需要修改。有错误的话(图中YES)，则在S111中通过手动输入部24输入修改信息、返回S107。相反，如果不需要修改的话(图中NO)则在S112中在输出部输出最终的表示用信息。这样便完成了一系列的分析过程。

(IV)本发明的应用

本发明涉及的基因型分析表示系统的应用方法没有特别限定，只要是以下用途即可：在任意生物物种中，对于通过个体A和个体B杂交(A×B)得到的杂交物种后代的个体，利用核酸阵列的杂交结果进行分析，以可视方式表示在该杂交物种个体的染色体上哪个位置发生了交叉。

作为具体应用例子，可以是从生物杂交得到的杂交物种中鉴定含有目标性状的染色体片段(鉴定基因型)的用途、从欲品种改良的生物经杂交得到的杂交物种中挑选保持目标性状的品种的方法。本发明中，由于能够简单确认在染色体上哪个部分是否发生重组，因此能够从杂交得到的分离集团中、正确选择仅带有目标性状的个体。而且，如果使用本发明，由于能够积累在杂交物种后代中的染色体重组数据，因此可以容易地推测重组、可以进行基因群的基因块单位的导入或者基因块内的基因改变。

能够应用本发明涉及的基因型鉴定方法、挑选方法的生物没有特别限定，可以是植物、动物、或微生物中的任一种。特别是，只要是具有染色体、进行孟德尔遗传的生物，就可以作为本发明的应用对象。进行孟德尔遗传的生物没有特别限定，可以是商业上利用的、品种改良要求较高的生物。

这样的生物是植物的话，可以是各种作物(农林水产业中生产的植物、农作物)。具体地说，例如水稻、小麦、大麦、黑麦、黑小麦、玉米等的禾目科植物；紫菜等的海藻类；各种蔬菜、花卉类；杉树、柏树等的木材类等等。是动物的话，可以是各种家畜动物。具体地说可以是牛、羊、猪等的家畜哺乳类；鸡、鹌鹑等的家畜鸟类；

鱼、真鲷、鲤鱼、香鱼等的鱼类；蜜蜂、蚕等家畜昆虫类；牡蛎、鲍鱼、扇贝等的贝类等等。微生物则可以是大肠杆菌等的细菌类、酵母、丝状菌、放线菌、担子菌等。

上述中，在禾目科植物中含有水稻、小麦、玉米或大麦等的国际化栽培的谷物，多是具有重要战略意义的作物。因此，如果本发明适用于这些禾目科植物的品种改良的话，能够有效率地得到具有优良性状的品种。

能够利用本发明的生物也包含实验用的动植物(实验动物、实验植物)。具体地说，实验动物可以是小鼠、大鼠、果蝇、线虫等；实验植物可以是白犬荠(Arabidopsis thaliana)等。本发明中，当利用本发明鉴定基因型时，上述生物也可以是人类。

本发明并不受上述实施方式的记载的任何限定，可以在权利要求的范围内有各种变动。本行业人员只要不偏离本发明的范围，当然可以进行各种变更、修改和改动。

如上所述，本发明涉及的基因型分析表示系统将杂交物种个体的网络化的基因表达量信息与该杂交物种个体的双亲的遗传信息和这些个体所属生物物种的遗传图进行比较，对任意杂交物种个体的基因型的来源进行辨别、表示。因此，可以视觉表示在杂交物种个体的染色体中哪个位置发生了交叉。因此，只是从杂交物种后代的各个个体中提取核酸、通过核酸阵列得到杂交结果，即可明确判断、确认该个体中的基因型。

结果，只要是使用本发明，就能容易且明确地对杂交物种后代的各个个体中任意基因型和由此得到的性状是否被遗传进行判断，因此能够从得到的庞大的杂交物种后代中，容易、确实且重现型良好地挑选出表达目的性状的个体。因此，可以达到以下效果，即能够将用核酸阵列得到的基因表达数据有效利用在杂交育种的品种改良上。

实施方式5

以图10和图11为基础，说明本发明涉及的数量性状基因座分析系统的一实施方式，如下所述。本发明并不受其限定。

本发明涉及的数量性状基因座分析系统如下所述：是在F2、回交群体、倍加单倍体(双单倍体)集团等的孟德尔分离集团中，在调查集团的各杂交物种个体的表现型值(病害抵抗性为几点)的同时，将从各杂交物种个体中提取到的核酸试样在核酸阵列上杂交，将阵列上的点作为实际的遗传标记使用而进行数量性状基因座分析的系统。

本发明涉及的数量性状基因座分析系统的具体构成没有特别限定，具体地说，如图10所示，可以由图像信息处理部(图像信息处理单元)31、遗传图制成部(遗传图制成单元)32、遗传标记特定部(遗传标记特定单元)33、数量性状基因座决定部(数量性状基因座决定单元)34、控制部(控制单元)35、存储部(记忆单元)36、扫描装置(图像读取单元、输入单元)21、外部通信部(外部信息输入、输出单元)22、记录介质读写部(记忆单元、输入单元、输出单元)23、手动输入部(手动输入单元)24、打印机(图像形成单元、印刷单元、输出单元)25、显示器(图像表示单元、输出单元)26等构成。上述构成的数量性状基因座位分析系统，可以大致分为输入部、输出部、分析部(分析单元)30。

(I)核酸阵列

本发明中，在要求的生物物种中，从通过各孟德尔分离集团得到的杂交物种个体中调制基因组试样、将其在核酸阵列上杂交，得到该杂交物种个体的网络化的基因存在信息。这里本发明所用的核酸阵列没有特别限定，可优选使用公知的核酸阵列。具体地说可以是微阵列、巨阵列、微珠阵列等。本实施方式中，由于上述核酸使用的是DNA，因此更具体地说，可以是DNA微阵列、DNA巨阵列等的DNA阵列。

上述DNA微阵列、DNA巨阵列或者是其他的DNA阵列，已经在上述实施方式4中作过详细说明，在本实施方式中省略其说明。本实施方式中也优选使用上述染色体座位可识别阵列。

对上述DNA阵列的使用方法以DNA微阵列为例进行说明。首先，在DNA微阵列上将用荧光染料标记的目标DNA(以下，简称为目标)杂交。此时，在DNA微阵列上，含有与探针相符序列的目标分子与上述探针分子结合(杂交)、与其它的探针不发生结合。因此，通过将未结合的目标分子进行洗脱、除去，使得在微阵列上只留有结合了的目标分子。由于此目标分子用荧光染料进行了标记，通过将目标的荧光作为信号强度进行测定，鉴定杂交的探针。

本发明中为了得到杂交物种个体的网络化的基因存在信息，能够通过确认杂交的有无、确认每个基因的存在。也就是说，通过从个体中得到的基因组DNA用限制酶处理后形成片段、将其作为目标在DNA阵列上进行杂交，能够确认是否存在与DNA阵列上的探针相符的碱基序列。这样，使得到的信息成为网络化的基因存在信息。

在上述核酸阵列上被固定的核酸分子可以是DNA也可以是RNA，一般来说如上述、使用DNA。DNA阵列(核酸阵列)上作为探针被固定的DNA没有特别限定，本发明中使用的是遗传标记(群)。这些遗传标记(群)可以按照遗传图、或物理图进行排列。

上述遗传标记(群)只要是能够作为染色体上的遗传标识使用的物质即可，没有特别限定。具体地说可以是上述的EST标记、SNP标记、RFLP标记、微卫星标记(SSR标记)，但不受任何限定。本发明中优选使用其中具有多型的SNP标记、RFLP标记。

(II)数量性状基因座分析系统的构成

输入部

本发明中对于固定有任意生物物种的遗传标记的核酸阵列，将从各集团系统中得到的杂交物种个体中获得的基因组试样杂交。这样，获得杂交物种个体的网络化的基因存在信息，将其利用、特定不同集团系统的遗传标记，进行QTL分析。因此，本发明涉及的数量性状基因座分析系统的输入部，只要是具备能够输入用于特定遗传标记的、网络化的基因存在信息的手段即可。

如图10所示的构成中，从扫描装置21中将核酸阵列的分析结果作为图像信息输入，在图像信息处理部31处对该图像信息进行分析、从得到的结果中生成基因存在信息。此扫描装置21没有特别限定，只要是能够将使用核酸阵列的杂交结果作为图像信息读取的图像读取手段即可。更具体地说，从核酸阵列中将与探针杂交的目标的荧光作为信号强度的图像数据进行读取，检测基因的表达量。因此，上述扫描装置21可优选使用公知的荧光扫描装置21等。

通过对从扫描装置21得到的图像信息进行必要的信息处理后，作为基因存在信息生成。因此，本发明中，如图10所示，优选具备分析所得到的图像信息、生成网络化的基因存在信息的图像信息处理部31。图像信息处理步31的具体构成没有特别限定，可以使用公知的分析系统。

本发明中如后述，将从上述核酸阵列得到的杂交分析结果(杂交物种个体的网络化的基因存在信息)与该杂交物种个体的遗传标记信息和这些个体所属的生物物种的遗传图相比较。因此，本发明涉及的数量性状基因座分析系统，在上述扫描装置21(图像读取单元)的基础上，可以具备能够输入遗传标记信息和将任意表型数值化的表现型值中的至少一种的手段，而且可以具备能够输入遗传图和遗传图制成信息中至少一种的手段。

作为输入遗传标记信息或表现型值的手段，没有特别限定。在图10中的构成中，外部通信部22、记录介质读写部23、手动输入部24等与此相当。另外，也可使用这些输入手段作为输入上述遗传图或遗传图制成信息的手段。

外部通信部22只要是能够与外部装置间进行信息的输入、输出的构成即可，没有特别限定。可以使用公知的LAN卡、LAN板、LAN适配器、调制解调器等的公知的通信用接口。作为记录介质读写部23的具体构成也没有特别限定，可以优选使用硬盘驱动器、软盘驱动器、CD-ROM驱动器、DVD-ROM驱动器等公知的驱动器；各种存储器卡；USB存储器等的盒式存储器等。手动输入部24的具体构成也没有特别限定，可以优选使用键盘、手写输入板等的以往公知的输入手段。

上述的遗传标记信息，可以是在核酸阵列上被固定的位置信息。也就是说，因为如果存在具有互补碱基序列的核酸分子的话，则通过杂交，点就能被检测到，因此如果明确在核酸阵列上哪个位置上被固定的点与哪个遗传标记相当的话、就可以作为遗传标记信息使用。

上述表现型值只要是将任意表现型数值化的产物即可，没有特别限定。例如，本发明者们对大麦的红霉病抵抗性，以改变了的“切穗检定法”0(抵抗性)～10(患病性)的点数进行了评价(参照武田和义、部田英雄.1989.《大麦中红霉病检定法的研制和耐病品种的研究》育种学杂志39)。因此，根据分析对象的生物物种以及感兴趣的性状，可以使用这样的表现型值。

在实验动物、一部分的农作物和家畜动物等中，上述遗传图被作为染色体图、已经完成的较多；但是对于大部分的农作物、家畜动物等，多数还未制成充分的遗传图。因此，当遗传图已经被制成的时，可以将其输入；当遗传图没被制成时，则输入遗传图制成信息、通过如图10所示的遗传图制成部32制成新的遗传图。对遗传图制成部32，在后面详细叙述。

本发明涉及的数量性状基因座分析系统优选具备下列手段，即此手段可以修改上述杂交物种个体的网络化的基因存在信息、遗传标记信息和遗传图制成信息中的至少任一种。具体地说，在如图10的构成中，上述手动输入部24与此相当。

如后所述，本发明涉及的数量性状基因座分析系统中，在其分析过程中、特别是特定遗传标记时，要进行确认是否有输入错误的步骤。这样，能够提高最终得到的后半段的区间定位的可靠性。因此，优选具备用于修改此输入错误的手段，具体地说，可以是手动输入部24。当然，用于修改的手段并不限定于手动输入部24，也可以是其他手段。

分析部

本发明中相对于固定有任意生物物种的遗传标记的核酸阵列，将从由各集团系统得到的杂交物种个体中获得的基因组试样进行杂交。这样能够获得杂交物种个体的网络化的基因存在信息，将其利用特定不同集团系统的遗传标记，进行QTL分析。因此，将分析上述输入部所输入的信息的分析部30作为必须构成。分析部30，如图10所示，至少具备遗传标记特定部33和数量性状基因座决定部34。

上述遗传标记特定部33，将从上述扫描装置21读取的、在图像信息处理部31生成的基因存在信息与上述遗传图和遗传标记相对照，特定不同集团系统中存在的遗传标记。具体地说，如上所述，将被固定在核酸阵列上的遗传标记的位置信息与遗传图相对照，判断在任意杂交物种个体中是否含有该遗传标记，如果是含有的话，则将此遗传标记特定为该杂交物种个体所属集团系统的遗传标记。

在获得上述杂交物种个体的基因存在信息时，如果核酸阵列使用上述染色体座位可确认阵列的话，则可以将被固定的位置的顺序作为遗传标记信息使用。换句话说，也可以将在核酸阵列上被固定的点的顺序和染色体图距离(cM)等作为遗传标记信息使用。因此，由于能够使在遗传标记特定部33处的比对处理更加容易，特别优选采用。此时所使用的遗传标记信息，如上所述，如果是具有多型的遗传标记(SNP或RFLP)的话，可以作为各集团系统中典型的遗传标记容易被识别，因此优选采用。

上述数量性状基因座决定部34，通过确认将同一杂交物种个体中的任意表现型数值化的表现型值与被特定的上述遗传标记是否连锁，决定该表现型的数量性状基因座。数量性状基因座的决定可以利用区间定位进行。区间定位的方法没有特别限定，具体地说，可以使用Simple IntervalMapping(SIM)、Composite Interval Mapping(CIM)等。区间定位的具体分析可以使用公知的分析系统。具体地说，可以是例如使用MAPMAKER/QTL、QTL Cartographer等分析用软件的分析系统。

本发明涉及的数量性状基因座分析系统中，在上述遗传标记特定部33和数量性状基因座决定部34的基础上，可以具备上述遗传图制成部32。遗传图制成部32，以遗传图制作信息为基础，制成上述杂交物种个体所属的生物物种的遗传图。如上所述，根据生物物种，有的遗传图已经被制成，但很多物种的遗传图还没有被制成，因此优选具备遗传图制成部32。

遗传图制成部32，以各种遗传图制作信息为基础，只要是能够制成各染色体的遗传图即可，没有特别限定。此时所使用的遗传图制作信息，具体地说，可以至少使用分析对象的生物物种中已知的基因和/或遗传标记的名称，以及该基因和/或标记的染色体上的座位位置。

作为输入上述遗传图制成信息的手段没有特别限定，可以使用如图10所示的外部通信部22、记录介质读写部23、手动输入部24等的上述各输入部。

通过使用上述染色体座位可确认阵列，将座位位置未知的遗传标记进行定位，可以制成遗传图。具体地说，相对于染色体座位可确认阵列，将从分析对象的生物物种的孟德尔分离集团中得到的目标分别进行杂交，在制成遗传图的同时，通过将座位位置未知的遗传标记在同一染色体座位可确认阵列上杂交、能够决定未知遗传标记的座位位置。这样，也能够制成高密度的遗传图。

上述例中，染色体座位可确认阵列使用的是同一个阵列，但是定位座位位置道的遗传标记的方法并不受其任何限定。例如将同一目标用不同阵列上的遗传标记进行处理，也可以进行定位。此时，像Single FeaturePolymorphism(SFP)那样，将基因表达量进行孟德尔分离的话，即便是无法检测出SNP、RFLP所导致的多型，也能够定位该基因。

因此，本发明涉及的数量性状基因座分析表示系统中，在特定遗传标记的前半段，为了用遗传图制成部32制成遗传图，可以使用扫描装置21·图像信息处理部31对从阵列得到的杂交结果进行读取、分析处理。因此，如图10所示，从图像信息处理部31也能够向遗传图制成部32输出信息(图中的箭头)。与上述遗传图制成部32制成的遗传图、遗传标记特定部33特定的遗传标记相关的信息、与数量性状基因座决定部34决定的数量性状基因座相关的信息，可以在存储部36中暂时记忆存放。如图10所示的、在分析部30装备的存储部36，存储在本发明涉及的数量性状基因座分析系统中被利用、生成的各种信息，其存储操作是由控制部35来控制的。存储部36的具体构成没有特别限定，可以是RAM、ROM等的半导体存储器等。作为输入部的一个进行过说明的记录介质读写部23也可以作为本发明的存储部使用。对于此点，在下面的输出部中具体说明。

如图10所示构成的分析部30具备控制部35，其控制分析部30全部的动作、进而控制数量性状基因座分析系统全体的动作。图10所示构成中，对于图像信息处理部31、遗传图制成部32、遗传标记特定部33、数量性状基因座决定部34及存储部36的各单元，从上述控制部35输出控制信息，根据此控制信息、上述各单元协调动作，由此上述数量性状基因座分析系统全体进行工作。由于各单元可以向控制部35输入各种信息，因此，在图10中，表示控制信息交换的箭头为双向。

输出部

本发明中，相对于固定有任意生物物种的遗传标记的核酸阵列，将从各集团系统中得到的杂交物种个体中获得的基因组试样杂交。这样，获得杂交物种个体的网络化的基因存在信息，将其利用、特定不同集团系统的遗传标记，进行QTL分析。因此，本发明涉及的数量性状基因座分析系统的输出部可以具备用于输出QTL分析结果的手段。

上述输出部没有特别限定，具体地说，可以是在画面上表示QTL分析结果(软拷贝)的显示器26、以及将QTL分析结果打印出来(硬拷贝)的打印机25中的一种，优选两者兼有。显示器26的具体构成没有特别限定，可以优选使用公知的CRT显示器、液晶显示器、等离子显示器等各种显示装置。打印机25的具体构成也没有特别限定，可优选使用公知的喷墨打印机、激光打印机等图像形成装置。

上述输出部并不限定于上述显示器26和打印机25上，可以使用其它手段。具体地说，上述外部通信部22也可做为输出部优选使用。也就是说，上述外部通信部22可以与外部装置间进行信息的输入、输出，兼具输出部和输入部的构成。由此，通过外部的网络，可以将QTL分析结果传递到其他装置，因此可以更有效率地使用本发明涉及的数量性状基因座分析系统。

具体地说，例如数量性状基因座分析系统是通过LAN与外部装置连接时，假定仅有一台用于研究设施等的数量性状基因座分析系统，则其他研究者可以通过个人计算机等的信息终端公用该数量性状基因座分析系统。进而，通过通信网络、可以将上述数量性状基因座分析系统的分析结果存储在外部的服务器中，结果可以更加有效地利用分析结果。

作为上述输出部，也可以优选使用作为输入部之一已说明过的记录介质读写部23。即，本发明涉及的数量性状基因座分析系统中，不仅仅从记录介质读取信息，如果具备能够写入的驱动器的话，则可以将其作为输出部使用。记录介质读写部23的具体构成没有特别限定，如在上述输入部中说明的一样，可优选使用硬盘驱动器、软盘驱动器、CD-ROM驱动器、DVD-ROM驱动器等公知的驱动器；各种存储器卡；USB存储器等的盒式存储器等。

这样，如图10所示的构成例中，是由图像信息处理部31、遗传图制成部32、遗传标记特定部33、数量性状基因座决定部34、控制部35以及存储部36构成分析部30，其它输入部·输出部是以分别独立的状态构成一个系统，当然本发明并不限定于此，也可以是所有单元成为一个装置的构成，也可以是一部分输入部和/或输出部与分析部30一体化的构成，还可以是含有图10中所举单元以外的手段的构成。

上述分析部30的具体构成没有特别限定，可以是以往公知的演算手段、具体地说，计算机中央处理装置(CPU)等、只要其操作是根据计算机程序执行的即可。

(III)数量性状基因座分析系统的分析方法

用本发明涉及的数量性状基因座分析系统进行的具体分析方法没有特别限定。具体地说，可以是如图11所示的12步骤的构成。

首先，在步骤201(以下将“步骤”省略为S)中，通过各输入部输入遗传图制作信息(染色体、重要基因或遗传标记的名称、座位位置等)。然后，在S202中，根据上述遗传图制作信息、在上述遗传图制成部32制成遗传图，输出到遗传标记特定部33。其后，在S203中，从输入部输入集团系统数，在S204中，从扫描装置21·图像信息处理部31输入各集团系统中分析对象的杂交物种个体(图11中为对象个体)的基因存在信息(即DNA阵列分析结果)。在S205中输入遗传标记信息。

在S206中，以输入的各信息为基础，通过遗传标记特定部33特定各集团系统中存在的遗传标记。此时，可以将遗传标记的特定结果存储在存储部36中，也可以根据需要、在显示器26上进行中间显示。其后，在S207中确认是否有输入错误、即是否需要修改。有错误的话(图中YES)，在S208中通过手动输入部24等将各种信息重新输入、返回到S201。如果不需要修改的话(图中NO)则进入到S209。

在S209中，由输入部输入表现型值。在S210中，从遗传标记特定结果和表现型值进行区间定位(QTL分析)，决定该表现型的数量性状基因座。其后，在S211中，以QTL分析结果为基础，推断与数量性状相关的基因的位置和该基因的作用。在S212中，由输出部输出分析结果。这样便完成了一系列的分析过程。

(IV)本发明的应用

本发明涉及的数量性状基因座分析系统的应用方法没有特别限定，只要用于进行任意生物物种的QTL分析即可，没有特别限定。具体一例可以是用于研究任意生物物种的有用的基因、将其利用于品种改良的用途。也就是说，本发明中，上述数量性状基因座分析系统适合于利用在分析生物数量性状的数量性状分析方法上，同时，也适合于利用在探索与任意性状表达相关的基因的基因探索方法中。

QTL分析是根据重组值、推测两个基因位置间的遗传图距离的分析方法。遗传图距离是指在两个基因位置之间发生的、每减数分裂一次的交叉次数的期待值。QTL分析中，在从集团系统的数据推测重组值的同时，从重组值推测遗传图距离。

假定无论染色体上的何处发生的交叉几率是一定的，则遗传图距离与物理距离成比例。根据遗传图距离、由此比例关系可以推测物理距离。因此，求得已知物理位置的遗传标记和与所希望的性状表达相关的基因之间的遗传图距离，可以大致确定该基因在染色体上的位置。

但是，两个基因位置间的染色体上的物理距离接近的话、则重组值与遗传图距离相等；远的话、则重组值不能表示遗传图距离。对于两个基因位置之间发生了几次交叉是无法直接观测的、能够观测的是重组值。因此，使用遗传图函数、从重组值推测遗传图距离。

为了实施QTL分析，通常在不同遗传的2个集团系统之间进行交配，产生F1和F2等之后的杂交物种后代，对这些个体进行多个遗传标记的分型，对得到的数据进行统计处理。

在这样的QTL分析中，由于遗传图距离的推测、遗传标记的分型数据等的处理都是必要的，因此很适合于使用生物信息学的技术领域。但是，到目前为止，几乎没有这样的技术。本发明中如上所述，使用数量性状基因座分析系统、对于固定有任意生物物种的遗传标记的核酸阵列，使从各集团系统中得到的杂交物种个体中获得的基因组试样进行杂交。由此，获取杂交物种个体的网络化的基因存在信息，利用它特定各个集团系统的遗传标记，进行QTL分析。因此，由于能够网络化的进行QTL分析所需的信息分析，可以有效率地进行QTL分析。

因此，作为本发明的更具体的用途，可以是在利用遗传标记的品种改良方法中使用上述数量性状基因座分析系统的方法。

作为可以利用本发明涉及的数量性状分析方法、基因探索方法、品种改良方法的生物没有特别限定，可以是植物、动物或微生物任何一个。特别是，只要是具有染色体、进行孟德尔遗传的动物就可以是本发明的利用对象。作为进行孟德尔遗传的生物没有特别限定，可以是在商业上被利用的、品种改良要求高的生物。

这样的生物是植物的话，可以是各种作物(农林水产业中生产的植物、农作物)。具体地说，例如水稻、小麦、大麦、黑麦、黑小麦、玉米的禾目科植物；紫菜等的海藻类；各种蔬菜、花卉类；杉树、柏树等的木材类等等。是动物的话，可以是各种家畜动物，具体地说可以是牛、羊、猪等的家畜哺乳类；鸡、鹌鹑等的家畜鸟类；

鱼、真鲷、鲤鱼、香鱼等的鱼类；蜜蜂、蚕等家畜昆虫类；牡蛎、鲍鱼、扇贝等的贝类等等。微生物则可以是大肠杆菌等的细菌类、酵母、丝状菌、放线菌、担子菌等。

上述中，在禾目科植物中含有的水稻、小麦、玉米或大麦等多是国际化栽培的谷物、具有重要战略意义的作物。因此，如果本发明适用于这些禾目科植物的品种改良的话，能够有效率地得到具有优良性状的品种。

能够利用本发明的生物也包含实验用的动植物(实验动物、实验植物)。具体地说，实验动物可以是小鼠、大鼠、果蝇、线虫等；实验植物具体地说可以是白犬荠(Arabidopsis thaliana)等。本发明中，当利用本发明探索基因时，上述生物也可以是人类。

本发明并不受上述实施方式的任何限定，可以在权利要求的范围内作各种变动。本行业人员只要不偏离本发明的范围，当然可以进行各种变更、修改和改动。

如上所述，本发明涉及的数量性状基因座分析系统，为了特定各集团系统中存在的遗传标记，利用通过核酸阵列的杂交分析的同时，利用由此特定的遗传标记进行QTL分析。结果，由于能够网络化的进行QTL分析所需的信息分析，达到可以有效率地的进行QTL分析的效果。

实施方式6

以图12和图13为基础，说明本发明的一实施方式，如下所述。本发明并不受其任何限定。

本发明涉及的基因相互作用分析系统，对于被指定的基因、表现型，以被固定在核酸阵列上的遗传标记的杂交结果为基础、分别进行区间定位(QTL分析)，推测相关联的基因的位置和该基因的作用。这样，能够规定被指定的基因、表现型的遗传要因，能够有效率的分析基因相互作用。

本发明涉及的基因相互作用分析系统的具体构成没有特别限定，具体地说，如图12所示，可以由图像信息处理部(图像信息处理单元)41、遗传图制成部(遗传图制成单元)42、遗传标记特定部(遗传标记特定单元)43、点标记信息生成部(点标记信息生成单元)44、表达谱信息生成部(表达谱信息生成单元)45、遗传要因规定部(遗传要因规定单元)46、控制部(控制单元)47、存储部(记忆单元)48、扫描装置(图像读取单元、输入单元)21、外部通信部(外部信息输入、输出单元)22、记录介质读写部(记忆单元、输入单元、输出单元)23、手动输入部(手动输入单元)24、打印机(图像形成单元、印刷单元、输出单元)25、显示器(图像表示单元、输出单元)26等构成。上述构成的基因相互作用分析系统，可以大致分为输入部、输出部、分析部(分析单元)40。

(I)核酸阵列

本发明中，在要求的生物物种中，从通过各孟德尔分离集团得到的杂交物种个体中调制基因组试样、将其在核酸阵列上杂交，得到该杂交物种个体的网络化的基因存在信息，将其利用在基因相互作用的分析上。这里用于获得上述基因存在信息所使用的核酸阵列没有特别限定，可优选使用公知的核酸阵列。具体地说可以是微阵列、巨阵列、微珠阵列等。本实施方式中，由于上述核酸使用的是DNA，因此更具体地说，可以是DNA微阵列、DNA巨阵列等的DNA阵列。

对于上述DNA阵列，已经在上述实施方式4、5中作过详细说明，在本实施方式中省略其说明。本实施方式中也优选使用上述的、染色体座位可确认阵列。

对上述DNA阵列的使用方法以DNA微阵列为例进行说明。首先，在DNA微阵列上将用荧光染料标记的目标DNA(以下，简称为目标)杂交。此时，在DNA微阵列上，含有与探针互补序列的目标分子与上述探针分子互补地结合(杂交)、与其它的探针不发生结合。因此，通过将未结合的目标分子进行洗脱、除去，使得在微阵列上只留有结合了的目标分子。由于此目标分子用荧光染料进行了标记，通过将目标的荧光作为信号强度进行测定，鉴定杂交的探针。

本发明中为了得到杂交物种个体的网络化的基因存在信息，通过确认杂交的有无、能够确认每个等位基因(allelomorph，allele)(阵列)的存在。也就是说，通过从个体中得到的基因组DNA用限制酶处理后形成相等的片段、将其作为目标在DNA阵列上进行杂交，能够确认是否存在与DNA阵列上的探针互补的碱基序列。由此得到的信息作为网络化的基因存在信息。

(II)基因相互作用分析系统的构成

输入部

本发明中，将杂交物种个体的网络化的基因存在信息与该杂交物种个体所属的生物物种的遗传图和在该生物物种中已知的遗传标记信息相对照，特定各集团系统中存在的遗传标记，由此生成点标记信息(后述)。同时，在指定分析对象的任意表现型及基因的基础上，确认将该表现型数值化了的表现型值和同一杂交物种个体中得到的、包含在表达谱信息中的表达基因是否与上述点标记信息连锁。因此，本发明涉及的基因相互作用分析系统的输入部只要具备能够输入上述杂交物种个体的网络化的基因存在信息、上述遗传标记信息、上述表现型值、以及上述表达谱信息的至少任一种的手段即可。

上述各信息中，能够输入网络化的基因存在信息的手段没有特别限定，例如在图12所示的构成中，从扫描装置21将核酸阵列的分析结果作为图像信息输入，在图像信息处理部41分析该图像信息、从分析结果生成基因存在信息。因此，可以说扫描装置21是输入网络化的基因存在信息的手段的一例。

上述扫描装置21没有特别限定，只要是能够将使用核酸阵列的杂交结果作为图像信息进行读取的图像读取手段即可。更具体地说，通过从核酸阵列上，将探针上杂交的目标的荧光作为信号强度的图像数据读取，检测出基因的表达量。因此，上述扫描装置21可优选使用公知的荧光扫描装置21等。

从扫描装置21中得到的图像信息，通过必要的信息处理，可以作为基因的存在信息而生成。因此，本发明中，如图12所示，优选具备分析得到的图像信息、生成网络化的基因存在信息的图像信息处理部41。图像信息处理部41的具体构成没有特别限定，可以使用公知的分析系统。

其次，作为遗传标记信息和表现型值的输入手段没有特别限定，在图12所示的构成中，外部通信部22、记录介质读写部23、手动输入部24等与此相当。另外如后所述，表达谱信息可以通过读取核酸阵列的分析结果而生成，但也可以是通过事先进行表达谱分析、将得到的表达谱信息进行适当输入。因此，作为能够输入表达谱信息的手段也可以使用外部通信部22、记录介质读写部23等。

进而，本发明中，为特定各集团系统中存在的遗传标记、使用遗传图。因此，在上述各信息的基础上、优选具备输入遗传图或用于制成遗传图的遗传图信息的手段。上述遗传图或遗传图制成信息的输入手段也可以优选使用上述外部通信部22、记录介质读写部23、手动输入部24等。

外部通信部22只要是能够和外部装置进行信息的输入、输出的构成即可，没有特别限定。可以使用公知的LAN卡、LAN板、LAN适配器、调制解调器等的公知的通信用接口。作为记录介质读写部23的具体构成也没有特别限定，可以优选使用硬盘驱动器、软盘驱动器、CD-ROM驱动器、DVD-ROM驱动器等公知的驱动器；各种存储器卡；USB存储器等的盒式存储器等。手动输入部24的具体构成也没有特别限定，可以优选使用键盘、手写输入板(图形输入板)等的以往公知的输入手段。

作为上述遗传标记信息可以是被固定在核酸阵列上的位置信息。即，如果存在具有互补碱基序列的核酸分子、则通过杂交，点能够被检出，因此，如果能够明了核酸阵列上被固定在哪个位置的点和哪个遗传标记相当的话，则可作为遗传标记信息进行利用。

上述表现型值只要是将任意表现型数值化的产物即可，没有特别限定。例如，本发明者们对大麦的红霉病抵抗性，以改变了的“切穗检定法”0(抵抗性)～10(患病性)的点数进行评价(参照武田和义、部田英雄.1989.《大麦中红霉病检定法的研制和耐病品种的研究》育种学杂志39)。因此，根据分析对象的生物物种以及感兴趣的性状，可以使用这样的表现型值。

在实验动物、一部分的农作物和家畜动物等中，上述遗传图被作为染色体图、已经完成的较多；但是对于大部分的农作物、家畜动物等，多数未制成充分的遗传图。因此，当遗传图已经被制成时，可以将其输入；当遗传图没被制成时，则可输入遗传图制作信息、通过如图12的遗传图制成部42制成新的遗传图。对遗传图制成部42，在后面详细叙述。

上述表达谱信息只要是通过网络化的分析细胞内的基因表达而得到的信息即可，没有特别限定。如上所述，可以输入已经分析过的信息，但是对于分析对象的杂交物种个体，更优选进行适当的表达谱分析。因此，表达谱信息输入手段，不仅可以输入已经分析过的信息，还可以适当的将表达谱读取之后进行分析、生成表达谱信息。

此时的表达谱读取手段可以是上述扫描装置21等的图像读取手段。另外，此时成为读取对象的实验系(为进行表达谱实验的实验系)也没有特别限定，可以使用用于获得网络化的基因存在信息所用核酸阵列，也可以是其他实验系。如上所述，上述核酸阵列可以是微阵列、巨阵列、微珠阵列。用于表达谱实验的实验系，可以使用差异显示。

差异显示是指在凝胶上将不同条件下的细胞中的基因表达量差异作为条带差检测出来，将此基因回收、鉴定的技术。更具体地说，以荧光差异显示为例进行说明的话，在从总RNA制得荧光标记的cDNA的PCR产物的基础上，将该PCR产物用变性聚丙烯酰胺凝胶分离后，将荧光图像作为信号强度测定。

上述的差异显示虽然不是网络化的分析总mRNA的手段，但由于能够用少量的mRNA同时比较多个试样，因此可以与核酸阵列同样地实施表达谱实验。所以，上述输入部可以设有能够从电泳后的聚丙烯酰胺凝胶的凝胶板中检测出信号强度的图像读取手段。

本发明所涉及的基因相互作用分析系统中，优选具备能够修改上述杂交物种个体的网络化的基因存在信息、遗传标记信息、以及遗传图制成信息的至少任一种的手段。具体地说，如图12所示的构成中，上述手动输入部24与此相当。

如后所述，本发明涉及的基因相互作用分析系统中，在其分析的过程中特别是特定遗传标记时，要进行确认是否曾经输入错误的步骤。这样能够提高最终得到的、后半段的区间定位的可靠性。因此，优选具备用于改正此输入错误的手段，具体地说，可以是手动输入部24。当然用于修改的手段并不限定于手动输入部24，也可以是其他手段。

分析部

本发明中，特定遗传标记，由此生成点标记信息(后述)之后，通过确认表达谱信息中所含的表达基因与上述点标记信息是否连锁来规定任意表现型的遗传要因。因此，本发明涉及的基因相互作用分析系统将分析由上述输入部输入的信息的分析部40作为必须构成。如图12所示，分析部40至少具备遗传标记特定部43、点标记信息生成部44、遗传要因规定部46。

上述遗传标记特定部43将从上述扫描装置21读取的、在图像信息处理部41生成的基因存在信息与上述遗传图和遗传标记信息相对照，特定各集团系统中存在的遗传标记。具体地说，如上所述，通过被固定在核酸阵列上的遗传标记的位置信息和遗传图的对照，判断任意杂交物种个体中是否含有该遗传标记，如果含有的话，则将此遗传标记特定为该杂交物种个体所属集团系统的遗传标记。

这里，在获得上述杂交物种个体的基因存在信息时，核酸阵列如果是使用上述的、染色体座位可确认阵列，可以将被固定的位置顺序作为遗传标记信息使用。换句话说，可以将点的次序数作为遗传标记信息使用。因此，由于能够使得在遗传标记特定部43的对照处理更加容易，极力优选。另外，此时所使用的遗传标记信息，如上所述，如果是具有多型的遗传标记(SNP或RFLP)的话，则能够容易地识别各集团系统中典型的遗传标记，因此优选。

上述点标记信息生成部44，通过对照由遗传标记特定部43特定的遗传标记和在上述核酸阵列上被固定的遗传标记，将在核酸阵列上各个点的杂交结果作为分析用遗传标记信息的点标记信息生成。更具体地说，将被特定的遗传标记和核酸阵列上的遗传标记对照，仅将通过杂交、存在明显的遗传标记的点作为点标记信息生成。这样，可以将核酸阵列上杂交过的点作为各集团系统中存在的遗传标记进行使用。

这里的上述核酸阵列如果使用上述染色体座位可确认阵列的话，可以将被固定的位置顺序作为遗传标记信息使用。此时，在生成点标记信息的时候，从作为点被固定的位置的顺序，反过来计算被固定的具体的遗传标记，将该遗传标记与上述被特定的遗传标记相对照。因此，在点标记信息中，优选含有遗传标记被固定在核酸阵列上的位置信息。这样，在使用染色体座位可确认阵列获取表达谱信息时，实际上可以将上述位置信息作为点标记信息使用、并且可以容易地从该位置信息特定具体遗传标记。

上述遗传要因规定部46在指定分析对象的任意表现型及基因的基础上，通过确认将该表现型数值化了的表现型值和从同一杂交物种个体中得到的表达谱信息所包含的表达的任意基因与多个的点标记信息是否连锁，利用表达的基因规定上述任意表现型的遗传要因。这样，以与指定的表现型和参与该表现型的表达的基因为基准，通过连锁的有无，能够从点标记信息中选择关联性高的其他基因。

更具体地说，当已知基因p1是作为参与表现型(性状)P的基因的时候，预先指定将表现型P数值化的表现型值Vp和基因p1，确认上述点标记信息与表现型值Vp和基因p1的连锁。这样，作为连锁的点标记信息，例如遗传标记mp2和mp3被确认。此时，若这些遗传标记是基因p2和p3的标记的话，基因p2和p3作为与表现型p和基因p1相作用的基因被特定。当然，即便和已知的基因没有关联也可以通过遗传标记本身来决定遗传要因。因此，在上述基因要因规定部46中，作为规定表现型的遗传要因的信息，至少可以使用遗传标记，优选也含有已知的具体基因。

当连锁的点标记信息没有被确认时，可以在最接近的遗传标记之间推测数量性状基因座(QTL)、用此QTL也可以规定遗传要因。因此，作为点标记信息所使用的遗传标记，如果能在遗传图上以连锁能被检出的密度存在的话，即便不能以高频度特定连锁的遗传标记，也可以通过QTL规定遗传要因。

这样，在遗传要因规定部46中，通过确认和表现型连锁的遗传标记(或者是基因、QTL)，从该遗传标记可以推测参与上述表现型表达的基因的位置、作用。另外，在遗传要因规定部46中，也可以将与该遗传标记相关的基因的表达量作为规定表现型的遗传要因的信息使用。

对于上述被指定的表现型值和基因与多个的点标记信息是否连锁、可以通过区间定位进行分析。区间定位的方法没有特别限定，具体地说，可以使用Simple Interval Mapping(SIM)、Composite Interval Mapping(CIM)等。区间定位的具体分析可以使用公知的分析系统。具体地说，可以使用例如MAPMAKER/QTL、QTL Cartographer等使用分析用软件的分析系统。

本发明涉及的基因相互作用分析系统，除上述遗传标记特定部43、点标记信息生成部44、及遗传要因规定部46、还可以具备表达谱信息生成部45。表达谱信息生成部45如上所述具有以下构成，即通过对同一杂交物种个体中得到的网络化的基因表达量进行表达谱分析，生成该杂交物种个体的表达谱信息。这时，如上所述，可以使用微阵列、巨阵列、微珠阵列及差异显示的至少一种的实验系，网络化地测定基因表达，生成上述表达谱信息。

在上述表达谱信息生成部45中，也可以使用用于得到杂交物种个体的网络化的基因存在信息所使用的核酸阵列或者是点有同一样品的核酸阵列，生成表达谱信息。也就是说，在如图12的构成中，可以由扫描装置21读入表达谱实验结果、图像处理部11进行图像处理，进而由表达谱信息生成部45生成表达谱信息。

此时，如果能够同时获得遗传标记特定用(和遗传图制成用)的分析数据及表达谱用的分析数据，可以更有效率地进行分析。例如，在核酸阵列的杂交实验中，如果可以有4种以上的不同标识，通过在一枚芯片上设定2种遗传标记特定用的标识和2种基因表达用的标识，可以同时获得遗传标记特定用(和遗传图制成用)的分析数据及表达谱用的分析数据。

在如图12所示的构成中，可以将表达谱信息生成部45和图像信息处理部41制成一体化。也就是说，可以通过图像信息处理部41生成表达谱信息。

本发明涉及的基因相互作用分析系统中，在上述遗传标记特定部43、点标记信息生成部44、表达谱信息生成部45、遗传要因规定部46的基础上，还可以具备上述遗传图制成部42。遗传图制成部42根据遗传图制作信息，制成上述杂交物种个体所属生物物种的遗传图。如上所述，生物物种中，有遗传图已被制成的，但遗传图未制成的生物物种也很多，所以优选具备遗传图制成部42。

遗传图制成部42只要是以各种遗传图制作信息为基础、能够制成每个染色体的遗传图即可，没有特别限定。此时所使用的遗传图制作信息，具体地说，可以使用在分析对象的生物物种中已知的基因和/或遗传标记的名称，以及该基因和/或标记的染色体上的座位位置的至少一种。

用于输入上述遗传图制成信息的手段没有特别限定，可以使用上述各输入部，例如图12所示的外部通信部22、记录介质读写部23、手动输入部24等。

通过使用上述染色体座位可确认阵列，可以通过定位座位位置未知的遗传标记制成遗传图。具体地说，对染色体座位可确认阵列，将从作为分析对象的生物物种的孟德尔分离集团中得到的目标分别进行杂交，在制成遗传图的同时，通过将座位位置未知的遗传标记在同一个染色体座位可确认阵列进行杂交，可以决定未知的遗传标记的座位位置。由此，能够制成高密度的遗传图。

上述例中，作为染色体座位可确认阵列使用的是同一阵列，但是定位座位位置道的未知的遗传标记的方法并不限定于此。例如，通过用不同阵列上的遗传标记处理同一目标，也可以进行定位。此时，如Single FeaturePolymorphism(SFP)那样，将基因的表达量进行孟德尔式分离时，即使不能检出SNP、RFLP导致的多型，也能够定位该基因。

因此，本发明所涉及的基因相互作用分析系统中，在特定遗传标记的前半段中，为了用遗传图制成部42制成遗传图，也可以通过扫描装置21·图像信息处理部41从阵列中读取杂交的结果、进行分析处理。因此，如图12所示，从图像信息处理部41也能向遗传图制成部42输出信息(图中箭头)。

在存储部48中，可以暂时记忆、存放由上述遗传图制成部42制成的遗传图、与遗传标记特定部43中被特定的遗传标记相关的信息、点标记信息生成部44中生成的点标记信息、表达谱信息生成部45中生成的表达谱信息、与遗传要因规定部46中生成的遗传要因相关的信息等。如图12所示的分析部40中具备的存储部48，是用于存储本发明涉及的基因相互作用分析系统所利用或生成的各种信息的存储部，通过控制部47来控制存储操作。存储部48的具体构成没有特别限定，可以是RAM、ROM等的半导体存储器等。作为输入部的一个、已说明过的记录介质读写部23也可以作为本发明的存储部使用。关于此方面，将在接下来的输出部一项中具体说明。

如图12所示构成中的分析部40具备控制部47，此控制部47控制分析部40的全部动作、乃至控制基因相互作用分析系统的全部动作。图12所示构成中对于图像信息处理部41、遗传图制成部42、遗传标记特定部43、点标记信息生成部44、表达谱信息生成部45、遗传要因规定部46以及存储部48的各个单元，由上述控制部47输出控制信息、根据此控制信息上述各单元协调动作，使得上述基因相互作用分析系统全体工作。另外，由于各单元也可向控制部47输入各种信息，因此在图12中表示控制信息交换的箭头是双向的。

输出部

本发明通过确认表达谱信息中含有的表达基因与上述点标记信息是否连锁，规定任意表现型的遗传要因。因此，本发明涉及的基因相互作用分析系统的输出部，只要具备用于输出规定了遗传要因的结果的手段即可。

上述输出部没有特别限定，具体地说，具备在画面上表示遗传要因规定结果(软拷贝)的显示器26、以及将遗传要因规定结果打印出来(硬拷贝)的打印机25中的至少一种，优选两者兼有。显示器26的具体构成没有特别限定，可以优选使用公知的CRT显示器、液晶显示器、等离子显示器等各种表示装置。打印机25的具体构成也没有特别限定，优选使用公知的喷墨打印机、激光打印机等图像形成装置。

上述输出部，并不限定于上述显示器26和打印机25，也可以使用其它手段。具体地说，上述外部通信部22也可以作为输出部优选使用。也就是说，上述外部通信部22可以与外部装置之间进行信息的输入、输出，因此成为兼具输入部和输出部的构成。这样，通过外部的网络等可以向其他装置传送QTL分析结果，因此能够更加有效率地使用本发明涉及的基因相互作用分析系统。

具体地说，例如基因相互作用分析系统是通过LAN与外部装置连接时，假定仅有一台用于研究等的基因相互作用分析系统，则其他研究者可以通过个人计算机等的信息终端公用该基因相互作用分析系统。进而，通过通信网络、可以将上述基因相互作用分析系统的分析结果存在外部的服务器中，结果可以更加有效地利用分析结果。

作为上述输出部，也可以优选使用作为输入部之一已说明过的记录介质读写部23。即，本发明涉及的基因相互作用分析系统中，不仅仅从记录介质读取信息，如果具备能够写入的驱动器的话，也可以将其作为输出部使用。记录介质读写部23的具体构成没有特别限定，如在上述输入部中说明的一样，可优选使用硬盘驱动器、软盘驱动器、CD-ROM驱动器、DVD-ROM驱动器等公知的驱动器；各种存储器卡；USB存储器等的盒式存贮器等。

这样，如图12所示的构成中，由图像信息处理部41、遗传图制成部42、遗传标记特定部43、点标记信息生成部44、表达谱信息生成部45、遗传要因规定部46、控制部47以及存储部48构成分析部40。除此以外的输入部·输出部是以分别独立的状态构成的系统，当然本发明并不限定于此，其构成可以是所有手段集成为一个装置，也可以是一部分输入部和/或输出部与分析部40一体化，还可以是含有图12中所举单元以外的手段。

上述分析部40的具体构成没有特别限定，可以是以往公知的运算手段、具体地说、计算机中央处理装置(CPU)等，只要其操作是根据计算机程序执行的即可。

(III)基因相互作用分析系统的分析方法

用本发明涉及的基因相互作用分析系统进行的具体分析方法没有特别限定。具体地说，其构成可以是如图13所示的16步骤。

首先，在步骤301(以下将“步骤”省略为S)中，通过各输入部输入遗传图制作信息(染色体、重要基因或遗传标记的名称、座位位置等)。然后，在S302中，根据上述遗传图制作信息、在上述遗传图制成部42制成遗传图，输出到遗传标记特定部43。其后，在S303中，从输入部输入集团系统数，在S304中，从扫描装置21·图像信息处理部41输入不同集团系统中分析对象的杂交物种个体(图13中为对象个体)的基因存在信息(即DNA阵列分析结果)。在S305中输入遗传标记信息。

其次，在S306中，从输入的基因存在信息、遗传图以及遗传标记信息中，利用遗传标记特定部43特定各集团系统中存在的遗传标记。此时，可以将遗传标记的特定结果记忆在存储部48中，也可以根据需要、在显示器26上进行中间显示。其后，在S307中将在S306中被特定的遗传标记与被固定在上述DNA阵列上的遗传标记相对照，将DNA阵列的各个点作为点标记信息生成。也可以将此点标记信息存储在存储部48中，也可以根据需要、在显示器26上进行中间显示。然后，在S308中确认是否有输入错误、即是否需要修改。有错误的话(图中YES)，在S309中通过手动输入部24等将各种信息重新输入、返回到S301。如果不需要修改的话(图中NO)则进入到S310。

在S310中，由输入部输入表现型值。在S311中，从输入部输入成为分析对象的杂交物种个体的表达谱信息。接着在S312中，通过表达谱信息生成部45，从在S311处输入的表达谱信息中鉴定表达量有差别的基因。此时，可将被鉴定过的基因存储在存储部48中，也可以根据需要、在显示器26上进行中间显示。然后，在S313中，通过输入部指定成为分析对象的任意表现型和基因。

之后，在S314中，将在S310中输入的上述表现型值和在S312中鉴定的表达基因进行区间定位(QTL分析)，确认多个点标记信息与上述表现型值和表达基因是否连锁。接着，在S315中，根据QTL分析结果，推定相关联的基因和/或遗传标记，并规定由此指定的表现型值·基因的遗传要因。此时，也可以将遗传要因的规定结果存储在存储部48中，也可以根据需要、在显示器26上进行中间显示。然后，在S316中从分析结果确认是否需要修改分析对象的基因等。需要修改的(图中YES)，则返回到S313。如果不需要修改的话(图中NO)则进入到S317。这样，在S317处，从输出部将分析结果输出。由此结束一连串的分析过程。

(IV)本发明的应用

本发明涉及的基因相互作用分析系统的应用方法没有特别限定，只要用于对任意生物物种、进行与参与要求的表现型(性状)的多个基因间相互作用的分析即可，没有特别限定。

如上所述，在表达谱分析技术中，众所周知的是对基因群的聚类化、基因间的表达网络进行分析的技术。这样的分析方法，对于用作分析概括性且网络化的基因表达状况是有用的，但是上述分析方法是在未知的情况下、提取关联性较深的基因的分析方法，不能用于事先指定作为分析对象的性状和基因后，提取与其关联性高的遗传要因的用途。因此，使用本发明涉及的基因相互作用分析系统的话，在分析多个基因间的相互作用时，由于可以事先指定感兴趣的性状、基因，因此可以进行与表达谱分析不同的基因相互作用分析。

所以，本发明涉及的基因相互作用分析系统，不仅能用于基因相互作用分析方法中，也适用于事先指定分析对象的性状、基因，探索与其相关的基因的基因探索方法。

另一方面，在背景技术中例举的专利文献6中揭示的技术中，为了进行表达谱分析，将与感兴趣的评价指标关系密切的基因提取出，推定评价指标数据。此技术中，由于是先将感兴趣的评价指标数据输入之后再进行分析，因此看上去与本发明构成相似。但是，由于此技术是从使用DNA阵列得到的结果中分析表达谱的技术，没有像本发明这样，在将DNA阵列的点作为遗传标记(点标记信息)使用的同时，利用该遗传标记进行QTL分析的分析处理。

本发明中，不是对表达谱、即网络化的基因表达状态进行分析，而是通过对分析对象进行感兴趣的基因相互作用关系的分析，因此可以将在网络化分析中难以明确的基因间的关系更加明了化。因而，本发明对于在网络化分析中明确了的基因、希望进一步进行详细分析的用途是很适合的。

通常在使用聚类化技术时，通过聚类对特定的性状检测出表达量不同的基因群，为了特定这些基因之间的关系、进行各基因的注释(annotation)、已知通道的分析，甚至在实验生物学中向生物体体内直接导入标记基因进行确认。与此相对，本发明中，通过对孟德尔分离集团合理使用核酸阵列的分析，可以对遗传学上该表达簇中含有的各个基因的相互作用进行探索鉴定。也就是说，由于对未知表达基因的相互作用也可鉴定，即便其功能还未知、也能够作为性状上相关联的基因群推断在遗传学上的关联。另外，由于这些基因被定位，因此通过品种改良可以导入全部的基因，并且通过QTL分析能够在统计学上分析当导入这些基因群时会发生多大程度的性状改变。

作为本发明的更具体的用途，没有特别限定，例如可以在遗传标记的品种改良方法中使用上述基因相互作用分析系统。例如在品种改良(育种)上指定感兴趣的性状、基因，将与其关联性高的基因、遗传标记作为遗传要因进行规定，可以更有效率地促进品种改良。

作为可以利用本发明中的品种改良方法的生物没有特别限定，可以是任何的植物、动物或微生物。特别是，只要是具有染色体、进行孟德尔遗传的动物就可以是本发明的利用对象。作为进行孟德尔遗传的生物没有特别限定，可以是在商业上被利用的、品种改良要求高的生物。

这样的生物是植物的话，可以是各种作物(农林水产业中生产的植物、农作物)。具体地说，例如水稻、小麦、大麦、黑麦、黑小麦、玉米的禾目科植物；紫菜等的海藻类；各种蔬菜、花卉类；杉树、柏树等的木材类等等。是动物的话，可以是各种家畜动物。具体地说可以是牛、羊、猪等的哺乳类家畜；鸡、鹌鹑等的鸟类家畜；

鱼、真鲷、鲤鱼、香鱼等的鱼类；蜜蜂、蚕等家养昆虫类；牡蛎、鲍鱼、扇贝等的贝类等等。微生物则可以是大肠杆菌等的细菌类、酵母、丝状菌、放线菌、担子菌等。

上述中，在禾目科植物中含有的水稻、小麦、玉米或大麦等多是国际化广为栽培的谷物、具有重要战略意义的作物。因此，如果本发明适用于这些禾目科植物的品种改良的话，能够有效率地得到具有优良性状的品种。

能够利用本发明的生物也包含实验用的动植物(实验动物、实验植物)。具体地说，实验动物可以是小鼠、大鼠、果蝇、线虫等；实验植物具体地说可以是白犬荠等。本发明中，当利用本发明探索基因时，上述生物也可以是人类。

如上所述，本发明涉及的基因相互作用分析系统中，获取了定位用的遗传标记数据和基因表达数据，与表现型数据合并，将各基因表达量作为目的变量逐个进行QTL分析。因此，事先指定分析对象的性状、基因之后再推定有关联的基因。所以，能够有效率地推定与希望分析的性状、基因关联性高的基因，同时即便是在不能利用遗传标记本身规定遗传要因的情况下，也可以通过区间定位推定遗传标记间存在的数量性状基因座(QTL)。

结果，由于能够在更集中收敛的条件下有效率地分析基因的相互作用，可以达到能够对基因的相互作用进行包括连锁信息和QTL信息在内的、更加的详细分析的效果。

用于实施发明的实施方式项中的具体实施方式或实施例，只是用于说明本发明的技术内容，不应狭义地解释为本发明仅限定在这些具体例上，在本发明的精神和下述权利要求范围内，可以做各种变动加以实施。

产业实用性

如上所述，本发明中将在阵列上被固定的生物物质、合成物质以生物物质相对应的基因为基准、按照在染色体上的编码顺序进行排列、分析。因此可以用于基因型鉴定、基因诊断或者是品种改良的挑选等更有实用性的用途中，同时可提高阵列分析的可靠性。结果，本发明不仅适合于采用各种阵列的研究用试剂、样品等的生产、与分析技术相关的产业领域，还可用于进行孟德尔遗传的生物的基因型鉴定或品种改良等、各种种苗产业、畜业、水产业等，并且还可用于基因诊断等医学·药学领域中。

本发明中，从杂交物种后代的各个体中获得基因组、仅通过核酸阵列得到杂交结果，能够明确的判定或确认该个体的基因型。结果，本发明不仅适用于与采用各种阵列的分析技术相关的产业领域，还可用于进行孟德尔遗传的生物的基因型鉴定或品种改良等、各种种苗产业、畜业、水产业等，并且还可用于基因诊断等医学·药学领域中。

本发明利用阵列技术可以有效率地促进QTL分析。结果，本发明不仅适用于与采用各种阵列的分析技术相关的产业领域，还可用于进行孟德尔遗传的生物的基因型鉴定或品种改良等、各种种苗产业、畜业、水产业等，并且还可用于基因诊断等医学·药学领域中。

本发明能够在更加集中收敛的条件下有效率且详细地分析基因的相互作用。结果，本发明不仅适用于与使用各种阵列的分析技术相关的产业领域，还可用于进行孟德尔遗传的生物的基因型鉴定或品种改良等、各种种苗产业、畜业、水产业等，并且还可用于基因诊断等医学·药学领域中。

Claims (97)

1、一种阵列，其将从任意生物中得到的多种类生物物质或是与生物物质相互作用的合成物质在载体上进行规则排列、固定，

并且上述多种类的生物物质或合成物质以各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序可以确认的方式进行排列。

2、根据权利要求1所述的阵列，上述多种类生物物质或是合成物质的排列中的至少一部分含有是按照各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序排列的部分。

3、根据权利要求1或2所述的阵列，在载体上设有指示各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序的标识。

4、根据权利要求1所述的阵列，对被固定的每个生物物质或是合成物质附带上与各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序相对应的排列位置信息，

在使用时，获取数据的同时读取这些排列位置信息，能够将上述数据的排列顺序变换成在染色体上的排列顺序。

5、根据权利要求1所述的阵列，上述载体是由固定各生物物质或是合成物质的小载体集团构成，

同时在各小载体上附带与各生物物质相对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序相对应的排列位置信息，

以此排列位置信息为基础，将得到的数据的排列顺序变换成在染色体上的排列顺序。

6、根据权利要求1～5任一项所述的阵列，生物物质为核酸或多肽。

7、根据权利要求6所述的阵列，上述核酸为DNA。

8、根据权利要求7所述的阵列，上述DNA为遗传标记、基因组DNA、限制酶处理过的基因组DNA、cDNA、EST、或合成寡DNA。

9、根据权利要求7或8所述的阵列，在上述载体上被固定的多数DNA是以遗传图或物理图为基准进行排列的。

10、根据权利要求7～9任一项所述的阵列，目标DNA为限制酶处理过的基因组DNA。

11、根据权利要求10所述的阵列，上述目标DNA在限制酶处理后进行了大小分选。

12、根据权利要求1～5任一项所述的阵列，上述多肽为蛋白质或其片段、或者寡肽。

13、根据权利要求12所述的阵列，上述蛋白质为酶、激酶、抗体、受体、或者是含有SH3结构域的蛋白质。

14、根据权利要求12或13所述的阵列，在上述载体上被固定的多数蛋白质是以遗传图或物理图为基准进行排列的。

15、根据权利要求1～14任一项所述的阵列，上述载体或小载体为由无机材料构成的基片、有机材料构成的膜或者微珠。

16、根据权利要求1～15任一项所述的阵列，上述阵列为微阵列、巨阵列、微珠阵列或蛋白质芯片的任一种。

17、一种阵列的制造方法，包括以下步骤，即将从任意生物中得到的多种类生物物质或是与生物物质相互作用的合成物质在载体上进行规则排列、固定；

上述步骤中，被固定的上述生物物质或是合成物质是以生物物质相对应的基因为基准，按照该基因在上述生物体的染色体上被编码的顺序进行排列的。

18、根据权利要求17所述的阵列的制造方法，上述生物物质为核酸或多肽。

19、一种基因型鉴定方法，使用权利要求7～11任一项所述的阵列，从将生物体杂交得到的杂交物种中鉴定含有目标性状的染色体片段。

20、根据权利要求19所述的基因型鉴定方法，上述生物体为实验用的动植物。

21、一种基因诊断方法，使用权利要求20所述的基因型鉴定方法，鉴定人的基因型。

22、一种挑选方法，使用权利要求7～11任一项所述的阵列，从欲进行品种改良的生物物种的杂交得到的杂交物种中、挑选保持目标性状的品种。

23、根据权利要求22所述的品种改良的挑选方法，上述欲进行品种改良的生物为实验用动植物、家畜动物或农作物。

24、根据权利要求23所述的品种改良的挑选方法，上述农作物为禾目科植物。

25、根据权利要求24所述的品种改良的挑选方法，上述禾目科植物为水稻、小麦、玉米、或大麦。

26、一种基因型分析表示系统，具备以下单元：

基因型来源辨别单元，其使用权利要求7～11任一项所述的阵列，将对杂交得到的杂交物种个体进行杂交分析得到的、该杂交物种个体的网络网络化的基因表达量信息及多型信息与该杂交物种个体的双亲的遗传信息和这些个体所属生物物种的遗传图进行比较，判断任意杂交物种个体的基因型来自于哪一个双亲；

表示用信息生成单元，其综合由基因型来源辨别单元得到的辨别结果，以此辨别结果为基础，生成将各染色体的多个基因型综合表示，以便可以识别各个基因型来自于哪一个双亲的表示用信息。

27、一种数量性状基因座分析系统，具备以下单元：

遗传标记特定单元，其使用如权利要求7～11任一项所述的阵列的同时，在该阵列上固定任意生物物种的遗传标记，

对于上述阵列，将从各集团系统得到的杂交物种个体中获取的基因组试样进行杂交、得到了杂交物种个体的网络化的基因存在信息，将此信息与该杂交物种个体所属生物物种的遗传图和该生物物种中已知的遗传标记信息相对照，特定各集团系统中存在的遗传标记；

数量性状基因座决定单元，其通过确认将在同一杂交物种个体中的任意表现型进行数值化了的表现型值与上述遗传标记是否相关联，决定该表现型的数量性状基因座。

28、一种基因相互作用分析系统，具备以下单元：

遗传标记特定单元，其使用如权利要求7～11任一项所述的阵列的同时，在该阵列上固定任意生物物种的遗传标记，

对于上述阵列，将从各集团系统得到的杂交物种个体中获取的基因组试样进行杂交、得到杂交物种个体的网络化的基因存在信息，将此信息与该杂交物种个体所属生物物种的遗传图和该生物物种中已知的遗传标记信息相对照，特定各集团系统中存在的遗传标记；

点标记信息生成单元，其将特定了的遗传标记与固定在上述阵列上的遗传标记相对照，将在该阵列上的各点的杂交结果作为分析用遗传标记信息的点标记信息生成；

遗传要因规定单元，其在指定了分析对象的任意表现型和基因的基础上，通过确认将该表现型数值化了的表现型值和在同一杂交物种个体中得到的表达谱信息中含有的表达的任意基因是否与多个点标记信息相关联，规定上述任意表现型的遗传要因。

29、一种基因型分析表示系统，具备以下单元：

基因型来源辨别单元，其将对杂交得到的杂交物种个体通过核酸阵列进行杂交分析得到的、该杂交物种个体的网络化的基因表达量信息及多型信息与该杂交物种个体的双亲的遗传信息和这些个体所属生物物种的遗传图进行比较，判断任意杂交物种个体的基因型来自于哪一个双亲；

表示用信息生成单元，其综合由基因型来源辨别部得到的辨别结果，以此辨别结果为基础，生成将各染色体的多个基因型综合表示，以便可以识别各个基因型来自于哪一个双亲的表示用信息。

30、根据权利要求29所述的基因型分析表示系统，上述核酸阵列使用的是将固定在该核酸阵列上的多数核酸分子按照能够确认该核酸分子对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序而排列的染色体座位可确认阵列。

31、根据权利要求29或30所述的基因型分析表示系统，还具备以遗传图制成信息为基础、制成上述杂交物种个体所属生物物种的遗传图的遗传图制成单元。

32、根据权利要求31所述的基因型分析表示系统，上述遗传图制成信息至少使用在该生物物种中已知的基因和/或遗传标记的名称以及该基因和/或标记在染色体上的座位位置。

33、根据权利要求29～32任一项所述的基因型分析表示系统，上述基因型来源辨别单元生成将任意基因型辨别为双亲一方型、异型或不能辨别型的任一种辨别结果。

34、根据权利要求29～32任一项所述的基因型分析表示系统，上述基因型来源辨别单元所使用双亲的遗传信息是双亲的基因型信息和/或基因表达谱信息。

35、根据权利要求29～34任一项所述的基因型分析表示系统，上述表示用信息生成单元生成的表示用信息中还含有不同染色体的重组数和重组频率的至少一种。

36、根据权利要求29～35任一项所述的基因型分析表示系统，上述表示用信息生成单元，通过改变表示色或表示模式生成表示用信息、使得能够识别任意基因型的来源。

37、根据权利要求29～36任一项所述的基因型分析表示系统，具备输入单元和输出单元的至少一种。

38、根据权利要求37所述的基因型分析表示系统，上述输入单元能够输入上述杂交物种个体的网络化的基因表达量信息和双亲的遗传信息的至少任一种。

39、根据权利要求38所述的基因型分析表示系统，上述输入单元还能够输入遗传图制成信息。

40、根据权利要求37～39任一项所述的基因型分析表示系统，上述输入单元具备能够将使用核酸阵列的杂交结果作为图像信息读取的图像读取单元，

同时，具备从得到图像信息中分析基因表达量、生成网络化的基因表达量信息的图像信息处理单元。

41、根据权利要求37～40任一项所述的基因型分析表示系统，上述输入单元还具备能够修改上述杂交物种个体的网络化基因表达量信息、双亲的遗传信息、和遗传图制成信息的至少任一种的手动输入单元。

42、根据权利要求37～41任一项所述的基因型分析表示系统，上述输出单元具备将表示用信息在画面上进行表示的图像表示单元，和将表示用信息印刷的印刷单元的至少任一种。

43、根据权利要求37～41任一项所述的基因型分析表示系统，上述输入单元和输出单元具备能够与外部装置之间进行信息输入、输出的外部信息输入、输出单元。

44、根据权利要求29～43任一项所述的基因型分析表示系统，上述核酸阵列为被固定的核酸是DNA的DNA阵列。

45、根据权利要求44所述的基因型分析表示系统，被固定在上述DNA阵列上的DNA为遗传标记、基因组DNA、限制酶处理过的基因组DNA、cDNA、EST、或合成寡DNA。

46、根据权利要求29～45任一项所述的基因型分析表示系统，上述核酸阵列为微阵列、巨阵列、或微珠阵列。

47、一种基因型鉴定方法，其特征在于：

使用如权利要求29～46任一项所述的基因型分析表示系统，从生物杂交得到的杂交物种中鉴定含有目标性状的染色体片段。

48、根据权利要求47所述的基因型鉴定方法，上述生物为实验用的动植物。

49、一种品种改良中的挑选方法，使用如权利要求29～46任一项所述的基因型分析表示系统，从欲进行品种改良的生物进行杂交得到的杂交物种中挑选保持目标性状的品种。

50、根据权利要求49所述的品种改良中的挑选方法，上述预进行品种改良的生物为实验用动植物、家畜动物或农作物。

51、一种数量性状基因座分析系统，具备以下单元：

遗传标记特定单元，其对于固定有任意生物物种的遗传标记的核酸阵列，将从各集团系统得到的杂交物种个体中获得的基因组试样进行杂交得到的杂交物种个体的网络化的基因存在信息与该杂交物种个体所属生物物种的遗传图和在该生物物种中已知的遗传标记相对照，特定各集团系统中存在的遗传标记；

数量性状基因座决定单元，其通过确认将在同一杂交物种个体中的任意表现型进行数值化了的表现型值与上述遗传标记是否相关联，决定该表现型的数量性状基因座。

52、根据权利要求51所述的数量性状基因座分析系统，上述核酸阵列使用的是将固定在该核酸阵列上的多个核酸分子按照能够确认该核酸分子对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序而排列的染色体座位可确认阵列。

53、根据权利要求51或52所述的数量性状基因座分析系统，还具备以遗传图制成信息为基础、制成上述杂交物种个体所属生物物种的遗传图的遗传图制成单元。

54、根据权利要求53所述的数量性状基因座分析系统，上述遗传图制成信息至少使用在该生物物种中已知的基因和/或遗传标记的名称以及该基因和/或标记在染色体上的座位位置。

55、根据权利要求51～54任一项所述的数量性状基因座分析系统，在上述遗传标记特定单元中使用的遗传标记信息是具有多型的遗传标记。

56、根据权利要求55所述的数量性状基因座分析系统，上述遗传标记为SNP或RFLP。

57、根据权利要求51～56任一项所述的数量性状基因座分析系统，在上述数量性状基因座决定单元中，通过进行区间定位，决定上述表现型的数量性状基因座。

58、根据权利要求51～57任一项所述的数量性状基因座分析系统，在具备能够将使用核酸阵列的杂交结果作为图像信息进行读取的图像读取单元的同时，还具备图像信息处理单元，其分析得到的图像信息、生成网络化的基因存在信息。

59、根据权利要求51～57任一项所述的数量性状基因座分析系统，还具备输入单元和输出单元的至少一种。

60、根据权利要求59所述的数量性状基因座分析系统，上述输入单元能够输入上述遗传标记和上述表现型值的至少一种。

61、根据权利要求60所述的数量性状基因座分析系统，上述输入单元还能够输入遗传图和遗传图制成信息的至少一种。

62、根据权利要求59～61任一项所述的数量性状基因座分析系统，上述输入单元具备能够修改上述杂交物种个体的网络化的基因存在信息、遗传标记信息、和遗传图制成信息的至少任一种的手动输入单元。

63、根据权利要求59～62任一项所述的数量性状基因座分析系统，上述输出单元具备将分析结果在画面上进行表示的图像表示单元，和将分析结果印刷的印刷单元的至少任一种。

64、根据权利要求59～63任一项所述的数量性状基因座分析系统，上述输入单元和输出单元具备能够与外部装置之间进行信息输入、输出的外部信息输入、输出单元。

65、根据权利要求51～64任一项所述的数量性状基因座分析系统，上述核酸阵列为被固定的核酸是DNA的DNA阵列。

66、根据权利要求51～65任一项所述的数量性状基因座分析系统，上述核酸阵列为微阵列、巨阵列、或微珠阵列。

67、一种数量性状分析方法，使用如权利要求51～66任一项所述的数量性状基因座分析系统，对生物的数量性状进行分析。

68、一种基因探索方法，使用如权利要求51～66任一项所述的数量性状基因座分析系统，对与任意性状表达相关的基因进行探索。

69、一种生物品种改良方法，使用如权利要求51～66任一项所述的数量性状基因座分析系统。

70、根据权利要求69所述的品种改良方法，上述欲进行品种改良的生物为实验用动植物、家畜动物或农作物。

71、一种基因相互作用分析系统，具备以下单元：

遗传标记特定单元，其对于固定有任意生物物种的遗传标记的核酸阵列，将从各集团系统得到的杂交物种个体中获得的基因组试样进行杂交得到的、杂交物种个体的网络化的基因存在信息与该杂交物种个体所属生物物种的遗传图和在该生物物种中已知的遗传标记信息相对照，特定各集团系统中存在的遗传标记；

点标记信息生成单元，其将特定了的遗传标记与固定在上述核酸阵列上的遗传标记相对照，将在该核酸阵列上的各点的杂交结果作为分析用遗传标记信息的点标记信息生成；

遗传要因规定单元，其在指定了分析对象的任意表现型和基因的基础上，通过确认将该表现型数值化了的表现型值和在同一杂交物种个体中得到的表达谱信息中含有的表达的任意基因是否与多个点标记信息相关联，规定上述任意表现型的遗传要因。

72、根据权利要求70所述的基因相互作用分析系统，上述核酸阵列使用的是将固定在该核酸阵列上的多个核酸分子按照能够确认该核酸分子对应的各个碱基序列块在染色体上的排列顺序而排列的染色体座位可确认阵列。

73、根据权利要求71或72所述的基因相互作用分析系统，还具备以遗传图制成信息为基础、制成上述杂交物种个体所属生物物种的遗传图的遗传图制成单元。

74、根据权利要求73所述的基因相互作用分析系统，上述遗传图制成信息至少使用在该生物物种中已知的基因和/或遗传标记的名称以及该基因和/或标记在染色体上的座位位置。

75、根据权利要求71～74任一项所述的基因相互作用分析系统，在上述遗传标记特定单元中使用的遗传标记信息是具有多型的遗传标记。

76、根据权利要求75所述的基因相互作用分析系统，上述遗传标记为SNP或RFLP。

77、根据权利要求71～76任一项所述的基因相互作用分析系统，上述点标记信息生成单元仅将通过杂交明确存在的遗传标记的点作为点标记信息生成。

78、根据权利要求77所述的基因相互作用分析系统，上述点标记信息生成单元，也将遗传标记在核酸阵列上被固定的位置信息包含在点标记信息中生成。

79、根据权利要求71～78任一项所述的基因相互作用分析系统，还具备通过对同一杂交物种个体中得到的网络化的基因表达量进行表达谱分析、生成该杂交物种个体的表达谱信息的表达谱信息生成单元。

80、根据权利要求79所述的基因相互作用分析系统，上述表达谱信息生成单元中使用微阵列、巨阵列、微珠阵列和差异显示的至少任一种，网络化地测定基因表达，生成上述杂交物种个体的表达谱信息。

81、根据权利要求80所述的基因相互作用分析系统，上述表达谱信息生成单元中，使用用于得到杂交物种个体的网络化的基因存在信息所用的核酸阵列、或者是点有同一样品的核酸阵列，生成表达谱信息。

82、根据权利要求71～81任一项所述的基因相互作用分析系统，上述核酸阵列为被固定的核酸是DNA的DNA阵列。

83、根据权利要求71～82任一项所述的基因相互作用分析系统，上述核酸阵列为微阵列、巨阵列、或微珠阵列。

84、根据权利要求71～83任一项所述的基因相互作用分析系统，在上述遗传要因规定单元中，通过由区间定位而得到的遗传标记间的数量性状基因座(QTL)，规定上述任意表现型的遗传要因。

85、根据权利要求84所述的基因相互作用分析系统，上述遗传要因规定单元中，将与该遗传标记相关的基因的表达量作为规定表现型的遗传要因的信息使用。

86、根据权利要求71～85任一项所述的基因相互作用分析系统，还具备输入单元和输出单元的至少一种。

87、根据权利要求86所述的基因相互作用分析系统，上述输入单元能够输入上述杂交物种个体的网络化的基因存在信息、上述遗传标记信息、上述表现型值和表达谱信息的至少任一种。

88、根据权利要求87所述的基因相互作用分析系统，上述输入单元还能够输入遗传图和遗传图制成信息的至少一种。

89、根据权利要求86～88任一项所述的基因相互作用分析系统，上述输入单元具备能够将使用核酸阵列的杂交结果作为图像信息读取的图像读取单元，

同时，还具备图像信息处理单元，其从得到图像信息分析基因表达量、生成网络化的基因表达量信息。

90、根据权利要求89所述的基因相互作用分析系统，使用上述图像信息读取单元作为能够输入上述表达谱信息的输入单元。

91、根据权利要求86～90任一项所述的基因相互作用分析系统，上述输入单元还具备能够修改上述杂交物种个体的网络化的基因存在信息、遗传标记信息、和遗传图制成信息的至少任一种的手动输入单元。

92、根据权利要求86～91任一项所述的基因相互作用分析系统，上述输出单元具备将分析结果在画面上进行表示的图像表示单元，和将分析结果印刷的印刷单元的至少任一种。

93、根据权利要求86～92任一项所述的基因相互作用分析系统，上述输入单元和输出单元具备能够与外部装置之间进行信息输入、输出的外部信息输入、输出单元。

94、一种基因相互作用分析方法，使用如权利要求71～93任一项所述的基因相互作用分析系统，对多个基因间的相互作用进行分析。

95、一种基因探索方法，使用如权利要求71～93任一项所述的基因相互作用分析系统，对与任意性状表达相关的基因进行探索。

96、一种生物品种改良方法，使用如权利要求71～93任一项所述的基因相互作用分析系统。

97、根据权利要求96所述的品种改良方法，欲进行上述品种改良的生物为实验用动植物、家畜动物或农作物。

Images