《分子育种》PPT课件
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《分子标记辅助育种》课件
基于分子标记的品种鉴定方法
SSR
利用SSR标记的特定序列，对植 物品种进行指纹图谱构建。
SNP
AFLP
通过对SNP位点进行基因型检测， 进行品种鉴定和鉴别。
通过AFLP分析，对DNA片段进 行电泳分离，进行品种鉴定。
基于分子标记的遗传分析方法
1
关联分析
通过比较基因型和表型数据，寻找遗传
遗传图谱
2
基于分子标记的基因组选择方法
SNP array
利用高通量芯片分析大规模SNP位点，实现基因组宽选择。
Genotyping-by-sequencing
通过测序分析SNP位点，实现高密度基因组选择。
Marker-assisted recurrent selection
基于标记信息辅助进行循环选择，加快育种进程。
意义
分子标记辅助育种能解决传统育种中的难题，如长时间、低效率、受到环境因素等限制，同 时提高育种效率和精度。
优势
该技术可以加快育种进程、提高选择准确性、节省育种材料和资源，并可对育种过程进行精 确控制。
分子标记的种类及原理简介
SSR
简单重复序列，通过PCR扩增 的缺陷突变位点。
SNP
单核苷酸多态性，常见基因组 标记，便于高通量测定。
《分子标记辅助育种》 PPT课件
分子标记辅助育种是利用特定的DNA序列进行作物品种遗传变异和育种相关 性分析的先进技术。本课件将介绍分子标记辅助育种的原理、应用及相关方 法。
什么是分子标记辅助育种？
定义
分子标记辅助育种是一种利用特定DNA序列的基因标记来辅助育种的技术，通过分析和检 测基因标记，可以更快、更准确地选育出优良的品种。
AFLPபைடு நூலகம்
《分子育种》课件
基因编辑技术为农作物和动物的遗传改良提供了强有力的工具，可以实现对特定基因的敲除、敲入和敲减等操作，从而达到改良品种和提高生产性能的目的。
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历史回顾
自20世纪50年代以来，分子育种经历了从传统育种到基因工程育种的发展历程，技术手段不断更新和完善。
02
分子育种技术
基因克隆技术是一种通过无性繁殖的方式，将一个DNA片段复制出多个相同片段的技术。
该技术包括限制性内切酶、DNA连接酶和质粒等关键酶和元件，通过限制性内切酶将DNA双链切开，再利用DNA连接酶将切开后的DNA片段与质粒连接，最后将连接产物导入宿主细胞中，实现基因的克隆。
特点
提高育种效率
分子育种能够大幅度缩短育种周期，提高育种效率，加速新品种的培育进程。
优化品种性状
通过精确地定向改良，分子育种能够显著改善品种的性状，提高农作物的产量、品质和抗逆性。
促进农业可持续发展
分子育种有助于培育抗病虫害、抗除草剂等新品种，减少化学农药的使用，降低环境污染，促进农业可持续发展。
提高玉米的抗逆性和产量，减少农药使用，降低生产成本，对保障全球粮食安全具有重要意义。
转基因玉米的争议
关于转基因食品的安全性、对环境和生态的影响等方面存在争议，需要进一步研究和评估。
转基因玉米的研发过程
利用转基因技术将抗虫、抗病、抗旱等外源基因导入玉米细胞，经过组织培养获得转基因植株，再经过多代选育和试验，最终获得具有优良性状的转基因玉米品种。
通过基因工程技术，研发新型疫苗，预防传染病。
疫苗研发
分子育种
猪
S0026 S0155 S0005 Sw2410 Sw830 S0355 Sw24 Sw632 Swr1941 Sw936 S0218 S0228 Sw122 Sw857 S0097 Sw240 IGF1 Sw2406 Sw72 S0226 S0090 Sw2008 Sw1067 S0101 Sw1828 S0143 S0068 S0178 Sw911 S0002
分子遗传标记
（Molecular Genetic Marker）
什么是遗传标记？
遗传标记genetic marker:指可追踪染色体、染色 体某一节段、某个基因座在家系中传递的任何一 种遗传特性。 它具有两个基本特征，即可遗传性和可识别性； 因此生物的任何有差异表型的基因突变型均可作 为遗传标记。
DNA 标记辅助保种 (marker-assisted conservation)
就是利用与目标基因有紧密连锁的DNA 标记,对目标基因在保种过程中的分离和 重组进行跟踪,通过有意识地选留而加以 保护,使之不因遗传漂变而丢失。 DNA 标记辅助保种的方法主要有跟踪保 存目标基因法和控制近交程度。
第二节
细胞遗传标记
细胞学标记即植物细胞染色体的变异。
包括染色体核型（染色体数目、结构、随体有无、着 丝粒位置等）和带型（C带、N带、G带等）的变化。 与形态标记相比，细胞学标记的优点是能进行一些重 要基因的染色体或染色体区域定位。 但细胞学标记材料需要花费较大的人力和较长时间来 培育，难度很大；同时某些物种对染色体变异反应敏 感；还有些变异难以用细胞学方法进行检测。
现代育种新技术之
分子育种
（molecular breeding）
主要内容
第一节 分子育种的概念和方法
植物分子育种
在特定的组织器官中，特异表达的基因就会转录出 特异的mRNA。提取mRNA反转录合成cDNA，构建 cDNA。经差示筛选技术获得特异表达基因。
后来又与PCR技术结合，发明了mRNA差异显示技 术。
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
二、植物基因工程的方法和步骤 1、目的基因的分离和克隆 （3）转座子标签法及T-DNA插入突变法
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
一、基因工程的概念与作用 2、基因工程的作用 抗病基因工程 抗虫基因工程 抗除草剂基因工程 抗逆境基因工程 提高果实耐贮性和切花寿命基因工程 提高产量和改良品质基因工程
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
一、基因工程的概念与作用 2、基因工程的作用 （1）抗病基因工程 植物病原物有病毒、细菌和真菌，分别针对三者的抗病 基因有： 抗病毒基因： CP基因 （病毒外壳蛋白基因）、病毒复制酶基因、 干扰素基因 、核糖体失活蛋白基因
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
一、基因工程的概念与作用 2、基因工程的作用 （6）提高产量和改良品质基因工程 在品质方面，维生素、颜色（色泽）有关基因。
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
二、植物基因工程的方法和步骤 1、目的基因的分离和克隆 （1）鸟枪法 （2）mRNA分离法 （3）转座子标签法及T-DNA插入突变法 （4）基因图谱的克隆法 （5）其他方法
一、基因工程的概念与作用 2、基因工程的作用 （3）抗除草剂基因工程 抗除草剂基因： Bar基因 Tfda基因
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
一、基因工程的概念与作用 2、基因工程的作用 （4）抗逆境基因工程 甜菜碱醛脱氢酶基因、脯氨酸合成酶有关基因、 山梨醇和甘露醇合成酶的基因。
后来又与PCR技术结合，发明了mRNA差异显示技 术。
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
二、植物基因工程的方法和步骤 1、目的基因的分离和克隆 （3）转座子标签法及T-DNA插入突变法
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
一、基因工程的概念与作用 2、基因工程的作用 抗病基因工程 抗虫基因工程 抗除草剂基因工程 抗逆境基因工程 提高果实耐贮性和切花寿命基因工程 提高产量和改良品质基因工程
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
一、基因工程的概念与作用 2、基因工程的作用 （1）抗病基因工程 植物病原物有病毒、细菌和真菌，分别针对三者的抗病 基因有： 抗病毒基因： CP基因 （病毒外壳蛋白基因）、病毒复制酶基因、 干扰素基因 、核糖体失活蛋白基因
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
一、基因工程的概念与作用 2、基因工程的作用 （6）提高产量和改良品质基因工程 在品质方面，维生素、颜色（色泽）有关基因。
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
二、植物基因工程的方法和步骤 1、目的基因的分离和克隆 （1）鸟枪法 （2）mRNA分离法 （3）转座子标签法及T-DNA插入突变法 （4）基因图谱的克隆法 （5）其他方法
一、基因工程的概念与作用 2、基因工程的作用 （3）抗除草剂基因工程 抗除草剂基因： Bar基因 Tfda基因
园艺植物育种学—分子育种
第一节 基因工程与育种
一、基因工程的概念与作用 2、基因工程的作用 （4）抗逆境基因工程 甜菜碱醛脱氢酶基因、脯氨酸合成酶有关基因、 山梨醇和甘露醇合成酶的基因。
《分子育种》课件
《分子育种》课件一、教学内容本节课的教学内容来自于小学科学五年级下册第五单元第一课时《分子育种》。
本节课的主要内容是让学生了解分子育种的基本概念，掌握分子育种的基本方法，以及了解分子育种在农业生产中的应用。
二、教学目标1. 让学生了解分子育种的基本概念，掌握分子育种的基本方法。
2. 让学生了解分子育种在农业生产中的应用，提高学生的实践能力。
3. 培养学生热爱科学，关注农业生产的情感态度。
三、教学难点与重点重点：让学生了解分子育种的基本概念，掌握分子育种的基本方法。
难点：让学生了解分子育种在农业生产中的应用。
四、教具与学具准备教具：PPT课件、黑板、粉笔。
学具：课本、笔记本、彩笔。
五、教学过程1. 情景引入：教师通过播放一段关于农业生产的视频，引导学生关注农业生产中的科技应用。
2. 讲解分子育种的基本概念：教师通过PPT课件，讲解分子育种的基本概念，让学生了解分子育种的基本原理。
3. 讲解分子育种的基本方法：教师通过PPT课件，讲解分子育种的基本方法，让学生掌握分子育种的基本技巧。
4. 案例分析：教师通过PPT课件，展示一些分子育种在农业生产中的应用案例，让学生了解分子育种的实际应用。
5. 随堂练习：教师通过PPT课件，给出一些关于分子育种的问题，让学生进行随堂练习，巩固所学知识。
6. 作业布置：教师通过PPT课件，布置一些关于分子育种的作业，让学生课后巩固所学知识。
六、板书设计板书设计如下：分子育种基本概念→ 基本方法→ 应用案例七、作业设计1. 题目：请简述分子育种的基本概念。
答案：分子育种是指通过分子生物学技术，对生物体的基因进行改造，以达到改良生物品种的目的。
2. 题目：请列举两种分子育种的方法。
答案：基因重组、基因编辑。
3. 题目：请举例说明分子育种在农业生产中的应用。
答案：转基因抗虫棉、转基因抗病水稻。
八、课后反思及拓展延伸课后反思：本节课通过讲解分子育种的基本概念、基本方法和应用案例，让学生了解了分子育种的相关知识。
遗传育种学第十七章分子育种
LB
RB
E
Ti Plasmid
Vir 区
Con 区
Ori 区
T-DNA的结构与功 能∶
左边界 核心区 右边界
LLBB RRB
B
Vir 区操纵子的基因结构与功能
• Vir区是一段长度为35KB操纵 子
• 包含六个基因： VirA、VirB 、 VirC 、 VirD 、 VirE 、 VirG。
植物遗传转化的载体系统
表型分析鉴定
鉴定步骤： 筛选鉴定（利用质粒上的选择标记） 报告基因鉴定（利用质粒上的报告基因）
2.2.1 外源DNA导入植物细胞的方法
• 载体介导的转化方法： 致癌农杆菌介导的Ti质粒载体转化法 病毒介导的基因转移
• DNA直接导入法： 化学法：PEG诱导的基因转化 电激法介导 显微注射
• 媒体介导法 脂质体介导 超声波介导 基因枪介导
致癌农杆菌介导的Ti质粒载体转化法
含有Ti质粒的致癌农杆菌与一些植物的细 胞接触后，Ti质粒的一部分（T-DNA）可以 导入植物细胞，整和到植物基因组DNA随其 复制。根据这一特性可构建一系列Ti质粒载 体， 与含目的片段的DNA片段重组，导入 致癌农杆菌，再采用叶盘法、原生质体培养 法、细胞培养法，通过致癌农杆菌介导进入 植物细胞。
②氯霉素乙酰基转移酶（Chloraphenicol acetyltransferase, CAT）基因
③潮霉素磷酸转移酶（Hygromycin phosphotransferase, Hpt）基因
④β – 葡萄糖酸苷酶 （β – Glucuronidase, GUS）基因
⑤荧光素酶（Luceferase, Luc）基因 ⑥抗除草剂（Basta, Bar）基因
《分子育种》PPT课件
分子标记辅助育种原理
1 2
分子标记的概念与种类 分子标记是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异 为基础的遗传标记，主要包括SNP、SSR等。
分子标记辅助育种的意义 利用分子标记辅助选择目标性状，提高育种效率 和准确性。
3
分子标记辅助育种的方法 包括MAS（分子标记辅助选择）、MABC（基于 标记的辅助回交）等。
01
导入抗逆相关基因，如抗旱、抗寒、抗病、抗虫等基因，提高 作物在逆境条件下的生存能力。
02
利用基因编辑技术，改良作物抗逆性状，如提高作物的耐盐碱
性、耐旱性等。
通过分子育种手段，选育出适应不同生态环境和气候条件的作
03
物品种。
培育多功能作物新品种
导入具有特殊功能的基因，如生物固 氮、生物除草、生物防治等基因，培 育出具有多种功能的作物新品种。
通过全基因组关联分析，挖掘 影响畜禽生产性能的遗传变异， 为育种提供科学依据。
改善畜禽产品品质
通过分子育种技术改良畜禽产品 的营养成分、风味、口感等品质
特性，满足消费者需求。
利用基因工程技术培育具有特定 功能基因的畜禽品种，生产功能 性畜产品，如低胆固醇鸡蛋、高
不饱和脂肪酸牛奶等。
通过分子育种手段提高畜禽产品 的加工性能和保质期，提升产品
利用TALEN蛋白对基因组进行定点编辑，具有较高的编辑效率和特异性。
ZFN技术
利用锌指核酸酶（ZFN）对基因组进行定点编辑，但编辑效率相对较低。
04
分子育种在作物改良中的应用
提高作物产量
通过基因编辑技术， 改良作物光合作用效 率，提高光能利用率。
利用分子标记辅助选 择，加速高产优质品 种的选育进程。
结合传统育种和分子育种技术，创制 出适应未来农业发展的多功能作物新 品种。
分子育种ppt
谣言2：美国是转基因农业大国，出于国家利益允许 吃转基因农产品，但在欧洲和日本是绝对禁止人食用 转基因食品的。
真实情况：欧盟成员国众多，在一些国家，转基因作 物的推广受到反转基因运动的阻挡。2008年，希腊和 匈牙利以MON810转基因玉米可能破坏环境为由，禁止 了这种转基因作物。欧盟食品安全局随后再次对 MON810（一种转基因玉米）进行评估，并认为希腊和 匈牙利的转基因禁令不合理。近年来，欧盟对待转基 因的态度正在向美国靠近，欧盟批准转基因作物的速 度越来越快。2010年，共有10种转基因作物拿到了许 可，创了新高。
在科学研究领域，尽管转基因科学的研究论文数量 庞大，但质疑转基因的安全性的严肃论文却只有寥寥 几篇。比如普斯泰土豆事件、墨西哥玉米事件、帝王
蝶事件等，但这些研究都因为实验设计不当、无法重
复等原因，实验结果被科学界所否定。
/News/779969.html /Article/CDMD-10307-2010173310.htm
三、中国式转基因的谣言
2008美国转基因大豆的栽培面积已经达到大豆总栽 培面积的91%，所以把上面流向图中的655万吨美国国 内食用大豆油及其制品乘以91%，基本上就是美国国内 作为食用的转基因大豆数量，即645×91%=587万吨。
美国人每年使用转基因大豆食品为587万吨，美国人口
为3亿，所以美国平均每人每年吃转基因大豆食品为： 587万吨/3亿=19.6公斤/人
该文中疾呼：“金龙鱼，卑鄙的大品牌，祸国殃民啊，
中国的汉奸们在祸害国家和人民，戕害着国人的身体， 摧毁着中国的大豆产业链！”
该文耸人听闻，在网络上广泛传播。尽 管郭成林已受法律惩处，但在网络上，尤其一 些民族色彩浓厚的网站和论坛上，这类谣言流 传甚广，并与“西方帝国主义的大阴谋”、 “亡国灭种的危机”结合在一起，颇具煽动性。 在一些人文知识分子和不属该专业的专家（郎 咸平）有意无意的推波助澜下，不少国人被误 导。
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4、SSR（simple sequence repeats）标记技术
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6
RAPD电泳结果
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7
二、分子标记在育种中的应用
（一）分子标记基因定位与分子遗传图 （二）分子标记与亲本的选择 （三）分子标记与育种过程监测和个体的鉴定 （四）分子标记与遗传多样性 （五）分子标记与品种鉴别 （六）分子标记的筛选
1.松属
Pinus Linn.
2.云杉属
Picea Dietr.
3.落羽杉属 Taxodium Rich.
4.圆柏属
Sabina Mill.
5.鹅掌楸属 Liriodendron Linn.
6.木瓜属
Chaenomeles Lindl.
7.金合欢属 Acacia Willd.
8.槐属
Sophora Linn.
Daemonorops Blume
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14
中华人民共和国植物新品种保护名录第四批（2004年）
1. 苏铁属
Cycas Linn.
2. 崖柏属
Thuja Linn.
3. 罗汉松属
Podocarpus L‘Her. ex Pers.
4. 桦木属
Betula Linn.
5. 榛属
Corylus Linn.
（3）微注射
（4）基因枪法
3、种质系统转化
（1）花粉管通道法 （2）子房、胚囊注射法
（3）生殖细胞浸泡法
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3
基因枪
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4
（四）转基因植株的检测与鉴定
1、要求有严格的对照（包括阳性和阴性对照） 2、转化当代要提供外源基因整合和表达的分子生物学证据与 表现型数据（Southern杂交、Northern杂交、Western杂交、酶活性） 3、外源基因控制的表现型证据 4、外源基因稳定遗传的证据
1．毛白杨 Populus tomentosa Carr. 5.牡丹 Paeonia suffruticosa Andr．
2．泡桐属 Paulownia
6.梅 Prunus mume
3．杉木 Cunninghamia Lanceolata 7．蔷薇属 Rosa
4．木兰属 Magnolia
8．山茶属 Camellia
第九章 分子育种
2009年12月
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1
第一节 基因工程
一、植物基因工程的概念及其研究概况
概念：运用分子生物学技术，根据育种目标，将不同生 物的DNA在体外经酶切和连接，构成重组DNA分子，然后 通过载体或直接导入受体细胞，使外源基因在受体细胞中得 到复制和表达，最后从转化细胞中筛选有价值的类型并培育 出工程植株，从而创造新品种的定向育种新技术。
Hippophae Linn.
16.臭椿属
Ailanthus Desf.
17.簕竹属
Bambusa Retz. corr. Schreber
18.箬竹属
Indocalamus Nakai
19.刚竹属
Phyllostachys Sieb. et Zucc.
20.省藤属
Calamus Linn.
21.黄藤属
第二节 品种审定、
一、品种审定的概况
二、品种审定的内容
（一）申报条件
（二）申报材料
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（三）审定标准
10
第三节 植物新品种保护
一、品种保护的概况
二、品种权：由国家植物新品种保护审批机关依照法律、法 规的规定，赋予品种权人对其新品种的经济权利和精神权利 的总称。
三、品种保护范围
中华人民共和国植物新品种保护名录第一批（1999年）
二、植物基因工程的一般程序和方法
（一）目的基因的分离与克隆
1、鸟枪法
2、mRNA分离（逆转录法）
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2
3、插入突变技术（转座子标签法 T-DNA标签法）
（二）植物表达载体的构建
（三）植物的遗传转化
1、农杆菌介导转化
（1）单感染法
（2）共感染法
2、DNA的理化转移方法
（3）叶盘法
（1）化学刺激质粒进入原生质体 （2）电融合法
９．银杏
Ｇｉｎｋｇｏ ｂｉｌｏｂａ
１０．油桐属 Ｖｅｒｎｉｃｉａ
１１．红豆杉属 Ｔａｘｕｓ
１２．杜鹃花属 Ｒｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎ
１３．桃花
Ｐｒｕｎｕｓ ｐｅｒｓｉｃａ
１４．紫薇
Ｌａｇｅｒｓｔｒｏｅｍｉａ ｉｎｄｉｃａ
１５．榆叶梅
Ｐｒｕｎｕｓ ｔｒｉｌｏｂａ
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12
中华人民共和国植物新品种保护名录第三批（2002年）
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11
中华人民共和国植物新品种保护名录第二批（2000年）
１．杨属
Ｐｏｐｕｌｕｓ
２．柳属
Ｓａｌｉｘ
３．桉属
ＥｕｃａｌｙＰｔｕｓ
４．板栗
Ｃａｓｔａｎｅａ ｍｏｌｌｉｓｓｉｍａ
５．核桃属 Ｊｕｇｌａｎｃｅ
６．枣
Ｚｉｚｙｐｈｕｓ ｊｕｊｕｂａ
７．柿
Ｄｉｏｓｐｙｒｏｓ ｋａｋｉ
８．杏
Ｐｒｕｎｕｓ ａｒｍｅｎｉａｃａ
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8
第十章 植物新品种登 录、审定与保护
2009年12月
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9
第一节 植物新品种的登录
一、园林植物新品种登录概况
二、品种登录程序 （一）由育种者向国际登录权威提出登录申请。 （二）登录权威对申请者提供的材料进行书面审查。 （三）颁发登录证书，并公开发表新品种。
三、品种登录的作用
三、基因工程在园林植物育种上的应用
目前在花色、花型、花香、花期、株型、花朵的衰 老、抗病虫、抗逆性等性状改良方面表现出广阔的应用 前景。
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5
第二节 分子标记及其在育种中的应用
一、分子标记
（一）分子标记的种类
1、以DNA杂交为基础的分子标记 2、以PCR技术为基础的分子标记 3、PCR技术和限制性内切酶技术相结合的分子标记
（二）分子标记技术及其特点
1、RFLP（restriction fragment length polymorphism ）标记技术
2、RAPsmic DNA）标记技术
3、AFLP（amplified fragment length polymorphism）标记技术
6. 栲属
Castanopsis Spach
7. 榆属
Ulmus Linn.
9.刺槐属
Robinia Linn.
10.丁香属
Syringa Linn.
11.连翘属
Forsythia Vahl
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13
中华人民共和国植物新品种保护名录第三批（2002年）
12.黄杨属
Buxus Linn.
13.大戟属
Euphorbia Linn.
14.槭属
Acer Linn.
15.沙棘属