第十八章 分子标记辅助选择育种.ppt

MAS聚合3个抗稻瘟病计划的策略 F2（两侧分子标记鉴定） C101LAC ×C101PKT （Pi1） （Pita） F1（自交） F1（自交） （Pi1）、（Piz-5）纯合植株 F2（两侧分子标记鉴定） C101LAC ×C101A51 （Pi1） （Piz-5） （Pi1）、（Pita）纯合植株 F1（自交） 分子标记选择具有（Pi1）、（Piz-5）、（Pita）基因的F2单株纯合植株 × 第六节 分子设计育种 我想让你长什么样就长什么样 一、分子设计育种的概念 它以生物信息学为平台，以基因组学和蛋白组学等若干个数据库为基础，综合作物育种学流程中的作物遗传、生理、生化、栽培、生物统计等所有学科的有用信息，根据具体作物的育种目标和生长环境，在计算机上设计最佳方案，然后开展作物育种试验的分子育种方法。 分子设计育种 二、分子设计育种的特点 1.能提高效率，能够定向育种 与常规育种方法相比，作物分子设计育种首先在计算机上模拟实施，考虑的因素更多、更周全，因而所选用的亲本组合、选择途径等更有效，更能满足育种的需要，可以极大地提高育种效率。 2.是一个结合多学科的系统工程 分子设计育种在未来实施过程中将是一个结合分子生物学、生物信息学、计算机学、作物遗传学、育种学、栽培学、植物保护、生物统计学、土壤学、生态学等多学科的系统工程。?? 3.能够实现由表现型选择到基因型选择 传统的杂交育种都是育种专家根据育种材料及其后代的“外貌”（即表型性状），在田间直接选择的。 分子育种是通过分子技术对育种的目标基因和目标性状进行转移和选择，进而培育出优良的新品种，通俗说法就是在分子水平上进行育种操作。 使用分子育种技术可以不受外界环境条件的影响，在实验室内直接对控制目标性状的基因进行选择，它代表着作物育种的发展方向。 三、作物分子设计育种相关基础研究现状及发展趋势? 　　近年来，主要作物的基因组学研究，特别是拟南芥、玉米、水稻和小麦基因组学研究取得了巨大成就，基因定位和QTL作图研究为分子设计育种奠定了良好基础，计算机技术在作物遗传育种领域的广泛应用为分子设计育种提供了有效的手段。 1.生物信息学遗传信息数据库中的数据呈“爆炸式”增长?? 欧洲生物信息研究所EMBL数据库 美国国家生物技术信息中心GeneBank数据库 日本国立遗传学研究所DDBJ?数据库 * * （1）克服性状表现型鉴定的困难：有些性状的表现型鉴定相当麻烦，在度量技术上难度较大、程序繁琐或因需要特定的仪器和设备，费用太高。 （2）允许早期选择：在育种中，某些性状表现出来需要特定的生长环境和一定生长周期。因此，在对这些性状鉴定时必须考虑其表达的环境和等待一定生长时期，有时需要异地加代和特异的环境条件等。用标记鉴定基因型，将不需考虑（或等待）植株生长状况或环境条件，可以在早期对幼苗（甚至对种子）进行检测。 （3）控制单一性状的多个（等位）基因的利用：在不同育种材料中，影响同一性状（如抗病、品质）的基因可能有多个，特别是在同一位点上存在不同（复）等位基因，利用表型是很难鉴定出这些等位基因的。 （4）允许同时选择多个性状：育种目标性状往往需要综合考虑，也就是说，当选单株或品系不仅要在单一的抗病、抗虫、品质、产量等方面表现优良，而且在综合性状上应该比较优良，为此，需要对育种世代群体的每个目标性状一一作鉴定筛选。 （5）可进行性状非破坏性评价和选择：很多性状是在成熟前进行评价的，这往往带来种子收获的困难。如对植株进行病虫害抗性的评价，涉及到接种、饲喂幼虫等环节，对植株生长有较大影响，严重时往往造成收获到的后代种子减少，甚至收获不到种子。 （6）从育种进程考虑，可加快育种进程，提高育种效率： 针对有利基因为隐性的性状，如果将有利的隐性等位基因从一个亲本导入到优良亲本中时，常规表型育种往往是通过选择保留含有隐形基因的杂合基因型，作进一步回交，而杂合基因型鉴定通常是通过考察自交后代分离状况来判断，而且当选择的是抗病性状时，还要借助繁琐的接种鉴定等，这样会延迟育种进程。分子标记辅助选择则不受上述限制条件的影响。 第四节 分子标记辅助选择育种 一、分子标记辅助选择育种 利用与目标性状基因紧密连锁的DNA分子标记对目标性状进行基因型选择的一种现代育种方法。 二、分子标记辅助选择育种的遗传基础 1.分子标记辅助选择的根据 借助分子标记对目标性状的基因型进行选择，主要