(整理)作物DNA标记辅助育种
dna分子标记技术及其在植物育种中的应用

dna分子标记技术及其在植物育种中的应用
DNA分子标记技术是一项挖掘植物DNA组的分子先导技术,它大
大提高了植物育种的效率。
该技术可以快速辨别特定品种的遗传信息,为植物育种和改良提供精确有效的工具。
DNA分子标记技术是由扩增子链式反应(PCR)和后续诸多分析技术(如电泳分析、杂交分析、SNP分析等)构成的。
PCR 可以用来检测和分析特定 DNA 的序列,它可以将一个极小的 DNA 方面成期,从而
使植物育种避免复杂和费时的繁殖过程。
这种技术还可以跨区域筛选
具有抗逆性的基因,从而获得超高产的品种,提高植物适应恶劣环境
的能力。
借助DNA分子标记技术,植物育种者可以快速准确的筛选目标遗
传特性,优化作物基因池,缩短作物改良的周期,从而实现作物质量
和产量的提升,满足社会逐渐增长的作物需求。
分子标记辅助选择技术及其在作物育种上的应用研究

分子标记辅助选择技术及其在作物育种上的应用研究目录1. 引言1.1 背景和意义1.2 结构概述1.3 目的2. 分子标记辅助选择技术2.1 分子标记的定义和分类2.2 常用的分子标记技术2.3 分子标记辅助选择技术的原理和方法3. 作物育种中的应用研究3.1 传统育种与分子标记辅助选择育种的对比3.2 分子标记辅助选择在作物抗病性改良中的应用研究3.3 分子标记辅助选择在作物品质改良中的应用研究4. 分子标记技术在现代作物育种中面临的挑战和前景展望4.1 技术挑战及其解决方案4.2 应用潜力与发展前景5. 结论5.1 总结已有研究成果5.2 展望未来发展方向和价值所在1. 引言1.1 背景和意义随着人口的不断增长和资源的有限性,如何提高作物的产量、品质和抗病能力成为全球农业面临的重要问题。
传统育种方法虽然可以改良作物,但其进展缓慢且存在许多局限性。
近年来,分子标记辅助选择技术的出现为解决这一问题提供了新的途径。
这项技术利用分子标记对作物基因组进行精确分析和筛选,从而加速育种过程,并在遗传改良上取得了显著成果。
1.2 结构概述本文将首先介绍分子标记辅助选择技术的定义和分类,然后探讨常用的分子标记技术以及相应的原理和方法。
接下来,将重点关注该技术在作物育种中的应用研究,并与传统育种方法进行比较。
特别是,我们将探讨分子标记辅助选择在作物抗病性改良和品质改良方面的应用案例。
此外,我们还将对分子标记技术在现代作物育种中面临的挑战及其解决方案进行深入讨论。
最后,本文将总结已有的研究成果,并展望未来分子标记辅助选择技术在作物育种领域的发展方向和价值。
1.3 目的本文的主要目的是全面介绍分子标记辅助选择技术及其在作物育种上的应用研究。
通过对该技术原理、方法以及实际应用案例的深入探讨,旨在加深读者对该领域的理解,并为相关研究提供参考和启示。
此外,本文还将探讨分子标记技术在现代作物育种中面临的挑战,并提出一些解决方案,为该技术未来的发展提供思路和指导。
dna分子标记技术及其在蔬菜遗传育种研究中的应用

dna分子标记技术及其在蔬菜遗传育种研究中的应用
DNA分子标记技术是一种通过分析DNA序列上的特定标记位点来研究物种的遗传变异和亲缘关系的技术。
在蔬菜遗传育种研究中,DNA分子标记技术被广泛应用于以下方面:
1. 遗传多样性研究:DNA分子标记技术可以通过分析不同蔬菜品种或不同个体之间的DNA序列差异来评估物种的遗传多样性。
通过比较不同品种或个体之间的DNA分子标记,可以确定它们之间的亲缘关系和遗传距离。
2. 基因定位和图谱构建:DNA分子标记技术可以用来帮助研究人员定位蔬菜的重要遗传特征或性状的基因。
通过分析与目标性状相关联的DNA分子标记的位置,可以确定这些标记位点与目标基因的连锁关系,并构建相应的遗传图谱。
3. 品种鉴定和纯度鉴定:DNA分子标记技术可以用来对蔬菜品种进行鉴定和纯度测试。
通过与已知标准品种的DNA序列进行比对,可以确定蔬菜品种的基因组组成,并判断其纯度和真实性。
4. 分子辅助选择育种:DNA分子标记技术可以与传统育种方法相结合,进行分子辅助选择育种。
通过对目标性状相关的DNA分子标记进行筛选、分析和评价,可以在早期育种阶段就有效地选择与目标性状相关的优良个体,提高育种效率。
总之,DNA分子标记技术在蔬菜遗传育种研究中发挥重要作
用,可以帮助研究人员分析遗传多样性、定位遗传特征、鉴定品种和辅助选择育种,为蔬菜遗传改良提供科学依据。
分子标记辅助的遗传育种实践

分子标记辅助的遗传育种实践分子标记辅助的遗传育种实践遗传育种是农作物改良中的重要手段,为了提高育种效率和准确性,科学家们通过分子标记技术的应用,开展了分子标记辅助的遗传育种实践。
这项技术的出现,极大地促进了农作物育种的进程。
分子标记是一种通过DNA序列检测和分析的方法,可以确定特定基因位点的遗传信息。
借助这项技术,育种者可以更加准确地筛选和选择具有优良基因的个体,从而加速了育种过程中的杂交和选择。
与传统育种相比,分子标记辅助的育种具有更高的效率和准确性。
在实践中,科学家们首先通过分析物种的基因组,发现了与目标性状相关的分子标记。
这些标记可以是单核苷酸多态性(SNP)或简单重复序列(SSR)等。
然后,他们利用这些标记开展杂交和选择。
通过对大量杂交个体进行分子标记的检测,科学家可以快速筛选出携带目标基因的个体,并将其作为亲本进行后续的杂交。
这种方式避免了传统育种中的大量试验和大规模筛选的工作,提高了育种效率。
此外,在分子标记辅助的育种中,科学家还可以利用分子标记数据进行定位和图谱构建。
通过分析标记位点的位置和分布,可以预测携带目标基因的染色体区域,从而缩小育种目标的范围。
同时,构建遗传图谱可以帮助科学家更好地理解物种的遗传结构和基因座位间的连锁关系,为育种的进一步研究提供了基础。
分子标记辅助的遗传育种实践已经在多个农作物中得到了成功应用。
例如,在水稻育种中,通过分子标记技术可以筛选出高产、抗病、抗虫等多种优良性状的基因,从而加速了新品种的培育。
此外,分子标记还可以用于小麦、玉米、大豆等农作物的育种中。
总之,分子标记辅助的遗传育种实践为农作物改良提供了一种高效、准确的方法。
通过利用分子标记技术,育种者可以更加精确地选择优良基因,加速杂交和选择的过程,并为育种研究提供基础。
随着技术的不断发展,分子标记辅助的遗传育种将在农业生产中发挥愈加重要的作用。
选择育种的基本方法

选择育种的基本方法介绍育种是现代农业中重要的一环,它通过选择和配对适合的作物品种,来获得更好的产量、品质和抗性。
在育种过程中,选择合适的方法是至关重要的。
本文将探讨选择育种的基本方法。
基本方法分类传统育种方法1.分离育种:将不同基因型的植株进行交配,并通过观察和筛选后代来选择理想的品种。
2.选择育种:根据对不同品种的性状评估,选择具有所需特性的个体进行繁殖。
3.杂交育种:通过将两个不同的亲本交配,利用杂种优势来获得更优良的后代。
分子育种方法1.DNA标记辅助选择(MAS):利用分子标记来辅助选择具有目标基因的个体,提高选择的准确性和效率。
2.基因编辑:利用基因编辑技术,如CRISPR-Cas9,在目标基因上进行精确的修改,以改善作物性状。
3.基因组选择:通过测定和分析植株基因组中的多样性,预测其表型,并选择具有期望性状的个体进行繁殖。
选择育种方法的优缺点传统育种方法1.优点:–成本低:传统育种方法不需要先进的设备和技术,成本较低。
–适用广泛:传统育种方法适用于各种作物,能够满足不同的育种需求。
2.缺点:–时间长:传统育种方法需要多年甚至几十年的时间来完成选择和筛选。
–选择效率低:传统育种方法受到环境因素和多基因性状的限制,选择效率相对较低。
分子育种方法1.优点:–高效:分子育种方法通过DNA标记和基因编辑技术,大大提高了选择效率和准确性。
–可控性强:分子育种方法可以精确地编辑和调整作物基因组,快速改良性状。
2.缺点:–成本高:分子育种方法需要昂贵的设备和技术支持,成本较高。
–需要专业知识:分子育种方法需要专业的遗传学和生物技术知识,对操作人员要求较高。
不同方法的结合应用为了克服单一育种方法的局限性,现在通常采用不同方法的结合应用来进行育种工作。
1. 筛选与分子标记辅助选择相结合:首先通过传统筛选方法选择具有期望性状的个体,然后利用分子标记的技术验证其是否带有目标基因。
2. 杂交与基因组选择相结合:根据植株基因组的分析结果,选择具有较高遗传多样性的亲本进行杂交,以增加后代的遗传潜力。
药用植物DNA标记辅助育种(一):三七抗病品种选育研究

药用植物DNA标记辅助育种(一):三七抗病品种选育研究作者:董林林陈中坚王勇魏富刚张连娟徐江尉广飞王瑞杨娟刘伟林李西文余育启陈士林来源:《中国中药杂志》2017年第01期[摘要]药用植物DNA标记辅助育种以DNA多态性为基础,依据分子杂交、聚合酶链式反应、高通量测序等技术,筛选与高产、优质、抗逆等表型关联的DNA片段作为标记,辅助新品种的选育。
该研究采用DNA标记辅助育种结合系统选育的技术,选育首个三七抗病新品种“苗乡抗七1号”。
结果表明,基于RADSeq技术检测出抗病品种包含12个特异SNP位点,经验证record_519688位点与三七抗根腐病相关,包含此位点的基因片段可作为抗病品种的遗传标记辅助三七系统选育;与常规栽培种相比,抗病品种种苗根腐病及锈腐病的发病率分别下降836%,718%;二年生及三年生三七根腐病的发病率分别下降436%,629%。
此外,依据与抗病关联的SNP筛选三七潜在的抗病群体,该模式扩大目标群体并提高选育效率。
药用植物DNA标记辅助育种将加快药用植物新品种选育及推广的进程,保障中药材产业健康发展。
[关键词]药用植物; DNA标记辅助育种;三七;连作障碍;抗病品种;简化基因组测序技术;单核苷酸多态性药用植物传统育种主要依赖于植物的表型选择,一个优良品种的培育往往需要花费几年甚至十几年的时间,如何提高育种效率,是育种的关键。
基因型与环境间互作等多重因素会影响表型选择效率,现代分子生物技术可加快药用植物育种进程,而且缩短育种周期,其中药用植物DNA标记辅助育种以DNA多态性为基础,依据分子杂交、聚合酶链式反应、高通量测序等技术,筛选与高产、优质、抗逆等表型相联的DNA片段作为标记,辅助新品种的选育,该技术可应用于遗传图谱构建、重要农艺性状基因的标记定位、种质资源遗传多样性、分子标记辅助选择等方面。
随着测序成本的降低,已经陆续在中草药开展了转录组、全基因组测序,这些序列信息提供了大量的SSR和SNP等分子标记,有利于高密度遗传图谱和物理图谱的构建,高密度图谱加速了分子标记与优良性状之间的连锁研究,为发掘植物抗逆及参与有效成分合成途径的新基因提供了许多线索和启示,提高了选育的效率。
主要蔬菜作物基因定位与分子辅助选择育种
主要蔬菜作物基因定位与分子辅助选择育种随着人口的增加和生活水平的提高,蔬菜作为重要的食物来源,其品种改良和育种技术也日益受到重视。
传统的育种方法虽然能够获得一些优良的蔬菜品种,但是其效率低、周期长、成本高等问题逐渐暴露出来。
随着分子生物学和生物技术的发展,基因定位与分子辅助选择育种成为了蔬菜作物育种领域的热点。
本文将从基因定位与分子标记技术、蔬菜作物的基因定位与功能研究、分子辅助选择育种等方面展开讨论。
一、基因定位与分子标记技术基因定位是指将某一性状或功能与植物染色体上的某一位置联系起来,分子标记技术则是利用DNA片段的特异性作为标记,帮助研究者了解这些基因的位置。
目前常用的分子标记技术主要包括PCR(聚合酶链反应)、RFLP(限制性片段长度多态性)、AFLP(扩增片段长度多态性)、SSR(简单重复序列)和SNP(单核苷酸多态性)等技术。
这些技术能够对植物的DNA进行高效、高通量的检测和分析,为基因定位和育种提供了重要的技术手段。
二、蔬菜作物的基因定位与功能研究蔬菜作物的抗病性、抗逆性、产量性状等都是育种的重要目标,而这些性状的背后往往有着复杂的调控网络和遗传基础。
基因定位与功能研究通过分子标记技术能够更准确地找出相关的基因和形成基因图谱,从而揭示这些性状的遗传基础,为育种目标的确定和品种改良提供了重要的依据。
番茄的产量性状和果实品质等性状的基因定位研究不仅揭示了这些性状的遗传机制,也为番茄的育种改良提供了重要的依据。
三、分子辅助选择育种分子辅助选择育种是指利用分子标记技术辅助育种工作,从而提高品种育种的效率和精度。
通过分子标记技术,可以对育种材料进行快速的鉴定和筛选,同时也可以进行亲本选择和杂交组合的优化,从而加快新品种的育成速度。
通过分子标记技术可以提前鉴定出一些重要性状的分子标记,从而在育种过程中进行高效的选择。
在蔬菜作物中,分子辅助选择育种已经取得了一些成果。
番茄的早熟性状、耐盐性状和抗病性状等都可以通过分子标记技术进行快速鉴定和选择,从而加速这些性状的改良和优化。
DNA分子标记及其在作物遗传育种中的应用
DNA分子标记及其在作物遗传育种中的应用摘要:本文对四种DNA分子标记技术的原理和特点,以及不同DN A分子标记在作物亲缘关系与遗传多样性、指纹图谱的建立、遗传图谱的构建与基因定位、及分子标记辅助选择育种等方面所取得的应用效果进行了较为详尽的论述,充分展示这项技术的发展具有巨大的应用潜力和广阔的应用前景。
关键词:DNA分子标记;遗传育种;应用伴随着人们对生命认识的不断加深以及遗传学的发展,遗传标记(genetic marker)的种类和数量越来越多,主要分为四种类型:形态学标记、细胞学标记、生化标记和DNA 分子标记。
前三种标记都是以基因表达的结果(表现型)为基础,是对基因的间接反映;而DNA分子标记则是DNA水平遗传变异的直接反映。
1.分子标记(molecular marker)广义的分子标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质。
狭义的分子标记只是指DNA标记。
DNA分子标记是以生物DNA的多态性为基础的遗传标记,与其他遗传标记相比,它具有以下优点:(1)直接以DNA的形式表现,在生物各个组织,各个发育时期都可检测到,不受季节、环境限制;(2)数量极多,遍及整个基因组;(3)多态性高,并且自然存在许多的等位变异,不需专门创造特殊的变异材料;(4)表现“中性”,即不影响目标性状的表达,与不良性状也没有必然的连锁;(5)许多分子标记表现为共显性,能够鉴别纯合基因型与杂合基因型,提供完整遗传信息。
因此,DNA分子标记已广泛地应用于种质资源研究、目的基因定位、遗传图谱构建和分子标记辅助选择等各个方面。
根据检测手段的不同,DNA标记技术综合起来可分为以DNA杂交为基础的、以PCR 技术为基础的、以串联重复的DNA序列为基础的以及基于单核苷酸多态性的DNA标记四种类型。
不同的DNA分子标记之间既有共性又有各自的特点,这里就常用的几种标记技术作简要介绍。
1.1 以DNA杂交为基础的分子标记该标记是利用限制性内切酶酶解不同生物体的DNA分子后,用经标记过的特异DNA 探针与之进行Southern杂交,通过放射自显影或同位素显色技术来揭示DNA多态性,主要包括RFLP标记和VNTR标记。
水稻育种中的分子标记辅助选择技术
水稻育种中的分子标记辅助选择技术水稻是我国的主要粮食作物之一,也是世界上最为重要的粮食作物之一。
为了满足人们的需求,不仅需要增加产量,还需要提高水稻的抗病性、耐旱性等方面的性状,从而提高稻米的质量和产量。
为了实现水稻优良性状的选育,目前的育种工作中,分子标记辅助选择技术被广泛应用,成为水稻育种的重要手段。
一、什么是分子标记辅助选择技术分子标记辅助选择技术是指利用分子标记技术对水稻种群进行筛选和选择,以实现快速、高效、精准的选育。
分子标记是一种基于DNA序列的分析方法,是利用分子生物学技术分析和鉴定生物体间或同一生物体内不同基因型的分析方法。
通过在DNA序列上标记其不同的基因型,可以识别水稻种群中存在的不同基因型,从而实现对水稻的选育。
二、分子标记辅助选择技术的应用分子标记辅助选择技术在水稻育种中应用广泛。
主要包括四个方面:1.遗传多样性鉴定水稻遗传多样性是指不同地域、不同种类、不同品种水稻之间的遗传变异。
通过分子标记技术可以对水稻的遗传多样性进行鉴定,研究水稻种群之间的亲缘关系,为水稻遗传资源的保护和利用提供重要的科学依据。
2.形态指标筛选水稻的形态指标是指生长发育各阶段的形态特征,包括穗长、穗粒数、茎粗、叶片长度等。
通过分子标记技术,在水稻种群中寻找与形态指标相关的分子标记,可以快速、高效、精准地筛选出拥有优良形态性状的杂交种。
3.抗病性状筛选水稻的抗病性状是指抵御外界环境压力的能力,包括对病害菌的抵御能力、对病害环境的适应能力等。
通过分子标记技术,在水稻种群中寻找与抗病性状相关的分子标记,可以快速、高效、精准地筛选出拥有优良抗病性状的杂交种。
4.耐旱性状筛选水稻的耐旱性状是指适应干旱环境的能力,包括耐旱、耐盐碱、耐寒等。
通过分子标记技术,在水稻种群中寻找与耐旱性状相关的分子标记,可以快速、高效、精准地筛选出拥有优良耐旱性状的杂交种。
三、分子标记辅助选择技术的优点1.快速高效分子标记技术可以快速、高效地对水稻种群进行筛选和鉴定,可以在很短时间内筛选出具有优良性状的水稻种群。
分子标记辅助育种技术
分子标记辅助育种技术分子标记辅助育种技术是在水稻、小麦、玉米、大豆、油菜等重要作物上,通过利用与目标性状紧密连锁的DNA分子标记对目标性状进行间接选择,以在早代就能够对目标基因的转移进行准确、稳定的选择,而且克服隐性基因再度利用时识别的困难,从而加速育种进程,提高育种效率,选育抗病、优质、高产的品种。
(一)发展回顾我国的农作物分子标记辅助育种的研究始于90年代初,在过去的近十年时间里,取得了重要的研究进展:1.构建了水稻等作物的染色体遗传图谱;2.构建了水稻染色体物理图谱;3.利用分子标记对我国作物种质资源遗传多样性进行了初步的研究;4.对一些重要的农艺性状进行了定位、作图与标记,相应的基因克隆已在进行。
在基因组计划开展以来的短短的几年时间内,主要农作物的遗传连锁图的绘制均已完成。
1996年我国用RFLP标记对水稻进行作图,构建了水稻12条染色体的完整连锁图。
此后,又构成了有612个标记的水稻遗传连锁图,较好地满足水稻遗传育种工作的需要。
除水稻之外,还绘制了谷子的RFLP连锁图。
构建了大豆分子标记遗传框架图、小麦野生近缘植物小伞山羊草的连锁图以及小麦的第1、第5、第6染色体部分同源群RFLP连锁图等。
1997年,利用广陆矮4号水稻品种构建的BAC文库,建立了631个长度不同的跨叠群。
用水稻遗传图谱上的RFLP标记及STS标记确定了631个跨叠群在水稻12条染色体上的位置,绘制出了水稻的染色体物理图。
该物理图长为352284Kb,覆盖了水稻基因组的92%。
我国近年来对作物的重要性状,如育性基因、抗性基因及产量性状基因的作图与标记方面开展了大量研究工作。
在育性方面,找到了与光敏核不育水稻的光敏不育基因位点连锁的RFLP标记。
定位了水稻不育系5460F的育性隐性单基因tms1,并找到与之紧密连锁(1.2cM)的RFLP标记。
定位水稻野败不育系恢复基因的两个主效基因Rfi3和Rfi4,初步确定了与其中Rfi3基因紧密连锁(2.7cM)的RFLP标记,并已转化为STS标记。
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作物DNA标记辅助育种方宣钧吴为人唐纪良编著科学出版社2000年-------------内容提要本书系统地介绍了作物DNA标记辅助育种的基本原理和方法及其它一些相关知识。
全书共分六章,内容包括遗传标记概论、DNA标记技术、分子连锁图谱构建、质量性状和数量性状的分子标记以及标记辅助选择。
本书可供从事作物遗传育种、分子遗传学和其它相关学科研究的教学、科研人员阅读参考,也可作为作物遗传育种和其它农学类专业的研究生和本科生的教材。
-------------英文缩略语AFLP amplified fragment length polymorphism AP-PCR arbitrarily primed PCRBC BackcrossBIL backcross inbred linesBSA bulked segregant analysisCAPS cleaved amplified polymorphic sequence cDNA complementary DNAcM CentiMorgansDAF DNA amplification fingerprintingDH doubled haploidDNA deoxyribonucleic acidEST expressed sequence tagISSR inter-simple sequence repeatsMAS marker assisted selctionNIL near-isogenic linesPCR polymerase chain reactionPFGE pulsed-field gel electrophoresisQTL quantitative trait lociRAPD random amplified polymorphismic DNA RFLP restriction fragment length polymorphism RGA Resistance gene analogsRI recombinant inbredRIL recombinant inbred linesSCAR sequence characterized amplified region SNP single nucleotide polymorphismSSR simple sequence repeats-------------STS sequence-tagged siteVNTR variable number of tandem repeats目录内容提要 (I)英文缩略语 ........................................................................................... I I 目录 .................................................................................................. I II 前言 . (1)第一章遗传标记概述 (3)第一节遗传标记的发展 (3)第二节遗传标记的种类 (5)一、形态标记 (5)二、细胞学标记 (8)三、蛋白质标记 (10)四、DNA标记 (16)第二章DNA标记技术 (20)第一节基于DNA-DNA杂交的DNA标记 (20)一、RFLP标记技术 (21)二、VNTR标记技术 (23)第二节基于PCR技术的DNA标记 (24)一、随机引物的PCR标记 (25)二、特异引物的PCR标记 (28)第三节基于限制性酶切和PCR的DNA标记 (33)一、AFLP标记 (33)二、CAPS标记 (35)第四节基于单个核苷酸多态性的DNA标记 (35)第三章分子图谱的构建 (37)第一节作图群体的建立 (37)-------------一、亲本的选配 (37)二、分离群体类型的选择 (38)三、群体大小的确定 (41)第二节图谱构建的理论基础 (43)一、染色体遗传理论 (43)二、基因重组和连锁理论 (43)三、图谱制作的统计学原理 (44)第三节DNA标记分离数据的数学处理 (48)一、分离数据的收集与数字化 (48)二、遗传图距与物理距离对应关系的估计 (49)三、构建DNA标记图谱的计算机软件 (50)第四节DNA标记连锁图谱的完善 (51)一、DNA标记连锁群的染色体定位 (51)二、饱和DNA标记连锁图的制作 (52)三、DNA标记连锁图与经典遗传连锁图的整合 (54)第五节比较作图 (55)第四章质量性状的分子标记 (57)第一节近等基因系分析法 (57)一、近等基因系的培育 (57)二、近等基因系分析法的基本原理 (60)三、近等基因系分析法应用实例 (61)第二节分离体分组混合分析法 (62)一、基于性状表现型的BSA法 (62)二、基于标记基因型的BSA法 (64)第五章数量性状的分子标记 (66)第一节数量性状基因的初级定位 (67)一、QTL定位的基本原理和方法 (68)二、均值差检验法 (71)三、性状-标记回归法 (76)四、性状-QTL回归法 (76)-------------五、性状-QTL-标记回归法 (80)六、基于性状-标记回归的区间定位 (83)七、QTL定位的计算机软件 (84)八、QTL定位的可靠性 (85)九、提高QTL定位灵敏度和精确度的方法 (86)第二节数量性状基因的精细定位 (88)一、单个QTL的精细定位 (88)二、全基因组QTL的精细定位 (90)第六章分子标记辅助选择 (93)第一节质量性状的标记辅助选择 (93)一、前景选择 (94)二、背景选择 (97)三、基因聚合 (99)四、基因转移 (101)第二节数量性状的标记辅助选择 (105)一、表型值选择 (106)二、标记值选择 (107)三、指数选择 (110)四、基因型选择 (114)第三节标记辅助选择的应用研究 (116)一、单个主基因的回交转移 (116)二、QTL的定向选择 (117)三、QTL的回交转移 (118)第四节标记辅助选择的发展策略 (124)结束语 (131)参考文献 (133)-------------前言在农业生产中,选用优良品种是最重要的环节之一。
一个理想的优良品种不仅要产量高、品质好,而且要抗病虫、抗逆性强。
现有的作物栽培品种尽管各有优点,但都还存在某些不足。
有的产量较高,但品质不够理想;有的品质较好,但产量低。
抗病、抗虫、抗逆等性状更是千差万别,有的只抗病不抗虫,有的只抗某一或少数几种病害或虫害而不抗其它病害或虫害。
几乎没有一个栽培品种在产量、品质、抗性上都能满足生产的要求。
将不同品种各自具有的优良性状通过品种间的杂交集中到一个品种中,一直是作物育种家们一个多世纪以来的主要工作目标。
在传统的育种工作中,育种家们首先得进行品种或品系间的杂交,然后从分离后代中通过表型观察选择理想的重组基因型。
这是个耗时费力的过程,其中难度最大,也是最关键的环节是选择。
一方面,有些重要性状如抗性、品质等的表型观测十分困难;另一方面,大多数重要的性状都是数量性状,易受环境影响,使选择的准确性不高。
当孟德尔和摩尔根建立基因学说之后,育种家们就希望能变表型选择为基因型选择。
但由于受到对基因本质的认识不足及实验技术所限,直到1986年第一张作物(番茄)的RFLP图谱问世,才使这种设想成为可能。
Bernatzky和Tanksley发表的这张番茄RFLP图谱虽然仅含57个DNA标记座位,但他们的这一开创性工作不仅使育种家们看到了期待已久的希望,而且使DNA标记的研究立即成了一个非常活跃的领域。
特别是随着RAPD(Williams et al., 1990)、SSR(Akkaya et al., 1992)、AFLP(V os et al, 1995)等基于PCR的DNA标记技术的出现,这方面的研究更是日新月异。
最近在网上查询含有分子标记(molecular marker)关键词的论文,从1994年至1999年,每年都有4000多篇。
有了DNA标记技术,半个多世纪前Sax (1923)以及后来的Thoday(1961)提出的在育种中对复杂性-------------状进行标记辅助选择(MAS)的设想正在成为现实。
我国DNA标记在作物育种上应用的研究工作发展也很快,特别是“863”计划生物领域在“九五”计划期间将DNA标记辅助育种作为一个专题组织攻关之后,在水稻、小麦、玉米、大豆、油菜等主要作物取得了一系列的重要进展,鉴定了一批与重要性状紧密连锁的DNA标记,通过标记辅助选择育成了一批有价值的种质,并且已开展了标记辅助基因聚合的工作。
为了将DNA标记辅助育种这一新技术介绍给广大从事作物遗传育种研究工作的同行,我们编著了此书。
全书共分六章。
为了突出重点,本书侧重于对分子标记辅助育种的基本原理和方法的介绍,而不涉及一些技术上的细节问题。
因此,对有关的一些分子生物学技术(如Southern杂交、PCR、DNA克隆等)和各种DNA标记分析的具体实验步骤,本书均不作详细介绍。
对于这些内容,读者可查阅有关的实验手册。
显而易见,DNA标记辅助育种的重点应该是标记辅助选择。
本书用了较大的篇幅介绍了DNA标记技术,因为这是基础,要用标记进行辅助选择,首先得获得标记。
分子连锁图谱的构建也是一项非常重要的基础工作,有了图谱不仅有利于新的标记的鉴定,而且更有助于辅助育种。
DNA标记的应用,除了辅助选择育种外,还有非常广阔的领域,例如,有了DNA标记图谱,可以根据图谱进行基因克隆(即图位克隆);应用DNA标记可以对植物遗传多样性及亲缘关系进行研究,鉴定新的种质资源及种子纯度等等。
本书从构思到完稿历尽一年有余。
由于作者水平所限,错误之处在所难免,诚望读者批评指正。
陶文静、东方阳、牛永春、翁跃进等先生参与了前期编著过程,对本书的成稿作出了贡献,宛煜嵩先生为本书的资料收集、文字和图表处理做了大量的工作。
在此,谨向他们表示衷心的感谢。
-------------第一章遗传标记概述遗传标记是指可以明确反映遗传多态性的生物特征。
在经典遗传学中,遗传多态性是指等位基因的变异。
在现代遗传学中,遗传多态性是指基因组中任何座位上的相对差异。
遗传标记可以帮助人们更好地研究生物的遗传与变异规律。
在遗传学研究中遗传标记主要应用于连锁分析、基因定位、遗传作图及基因转移等。
在作物育种中通常将与育种目标性状紧密连锁的遗传标记用来对目标性状进行追踪选择。
在现代分子育种研究中,遗传标记的应用已成为基因定位和辅助选择的主要手段。