水稻育种分子标记辅助选择和转基因育种讲课稿.ppt

水稻育种分子标记辅助选择和转基因育种 Molecular marker assisted selection and transgenic breeding in rice breeding;变异：发现和创造育种上有利的遗传变异 遗传：采用合理先进的育种手段方法，将优良基因重组在一起 选择：应用准确有效的选择鉴定技术，筛选出优良的重组类型;F2;F2;借助分子标记对目标性状的基因型进行选择(育种)，称为分子标记辅助选择(育种)。 Marker assisted selection (MAS);比表型鉴定方法简单 表型鉴定需要花费大量劳动力的性状 节约成本和劳力 选择时期自由，特别是早期选择可加快选择进程 如品质性状等 开花前选择可提早确定目标单株用于回交 提高可信度 不受环境条件的影响 能区分杂合和纯合单株。 降低试验成本，提高选择效率 减少用地;目标基因的标记筛选(gene tagging)是进行MAS育种的基础。;遗传作图：采用遗传学分析方法将基因或DNA标记顺序标定在染色体上，从而构建连锁图的过程。;选择适合作图的DNA标记 选择用于建立作图群体的亲本组合 建立具有大量DNA标记处于分离状态的分离群体 测定作图群体中不同个体或株系的标记基因型 标记基因型数据连锁分析 构建标记连锁图;根据其遗传稳定性可将分离群体分成两大类： 一类称为暂时性分离群体，如F2、F3、F4、BC1、三交群体等，这类群体中分离单位是个体(单株)，一经自交或近交其遗传组成就会发生变化，无法永久使用。 另一类称为永久性分离群体，如重组自交系（RIL）、加倍单位体（DH）群体等，这类群体中分离单位是株系，不同株系之间存在基因型的差异，而株系内个体间的基因型是相同且纯合的，是自交不分离的。这类群体可通过自交或近交繁殖后代，而不会改变群体的遗传组成，可以永久使用。;P1 x P2;亲本1;选择适合作图的DNA标记 SSR标记 选择用于建立作图群体的亲本组合 XZ3150/CO39 建立具有大量DNA标记处于分离状态的分离群体RIL 测定作图群体中不同个体或株系的标记基因型 标记基因型数据连锁分析 构建标记连锁图;若标记覆盖整个基因组;质量性状基因定位;近等基因系培育示意图;如果一对近等基因系在目标性状上表现差异，那???，凡是能在这对近等基因系间揭示多态性的分子标记，就可能与目标基因连锁。;依据目标性状表型的相对差异（如抗病与感病），将个体或株系分成两组，然后分别将两组中的个体或株系的DNA混合，形成相对的DNA池。 这两个DNA池之间除了在目标基因座所在的染色体区域的DNA组成上存在差异之外，来自基因组其它部分的DNA组成是完全相同的。 因此，在这两个DNA池间表现出多态性的DNA标记，就有可能与目标基因连锁。;图4.3 BSA法分析原理示意图. Bulk 1，2指按目标性状差异的分组；1，2，3，4指组中不同个体；L1，L2，L3分指不同座位，L3为目标座位；R，r为座位3（L3）中不同等位基因;原理：QTL定位实质上就是分析分子标记与QTL之间的连锁关系，其基本原理是对个体的基因型（Maker基因型）进行分组，根据不同基因型组别的表型差异来推断QTL与Marker是否连锁。;Plant height (cm);①分子标记与目标基因共分离或紧密连锁，一般要求两者间的遗传距离小于5cM，最好1cM或更小。 ②具有在大群体中利用分子标记进行筛选的有效手段，目前，主要应用自动化程度高，相对易于分析，且成本较小的PCR技术。 ③筛选技术在不同实验室间重复性好，且具有经济、易操作的特点。 ④应有实用化程度高并能协助育种家作出抉择的计算机数据处理软件。;a.前景选择;对目标基因的选择称为前景选择（foreground selection）;分子标记必须与目标基因紧密连锁;对基因组中除了目标基因之外的其它部分（即遗传背景）的选择，称为背景选择（background selection）。;1. 基因转移;基因转移（gene transfer）或基因渗入（gene transgression）是指将供体亲本中的有利基因（即目标基因）转移或渗入到受体亲本（一般为优良品种或杂交亲本）的遗传背景中，从而达到改良受体亲本个别性状的目的。;基因转移的常规育种手段： 采用回交的方法，即将供体亲本与受体亲本杂交，然后以受体亲本为轮回亲本，进行多代回交，直到除了来自供体亲本的目标基因之外，基因组的其它部分全部来自受体亲本。;前景选择的作用：保证从每一回交世代选出的作为下一轮回交亲本的个体都包含目标基因。;针对番茄基因组进行的计算机模拟研究显示，如果每一回交世代产生30个植株，那么，用分子标记对