桃果皮茸毛性状IndelG标记基因分型与应用

为实现高效分子标记对育种资源的辅助选择,通过对现有的与桃果皮茸毛相关的5对分子标记进行对比研究,发现IndelG分子标记与桃有毛/无毛表型的符合率最高,为100%。根据IndelG分子标记条带类型,将107份桃种质资源果皮茸毛性状分为PP(941941)型、nn(197197)型和Pn(941197)型3种基因型,基因型与表型符合率为100%。IndelG分子标记应用于桃有毛/无毛性状杂交群体的子代鉴定,基因型的分离规律符合孟德尔遗传规律,基因型与其表型符合率为100%。     

畜禽全基因组选择

数量遗传学在经历了传统的数量遗传学后逐步发展产生了数量遗传学与分子遗传学、生物技术相结合的分子数量遗传学。应用分子标记定位影响重要经济性状的QTL已经取得了显著的成果。QTL一旦得到定位,确定了该位点对表型的贡献率,就可以利用位于QTL侧翼的标记直接进行标记辅助选择。然而应用于标记辅助选择的标记只捕获了构成表型的一部分变异,而无法检测到构成性状的所有变异,为了解决这个问题,其中的一个途径就是利用全基因组范围内的标记,进行标记与表型的全基因组关联分析,鉴定对性状有影响的遗传标记,然后将这些标记应用于选择,这就是全基因组选择。文章就家畜QTL定位和标记辅助选择进行了简要的概述,同时对家畜全基因组选择进行了重点综述。     

分子育种技术及其在中国黄牛育种中的应用

随着分子生物技术和基因组学技术的发展,育种方法已从单一的传统育种改为了分子育种结合传统育种,包括分子标记、基因芯片和全基因组选择等。黄牛养殖是畜牧业经济中的重要组成部分,而在整个黄牛产业发展中,育种问题占据至关重要的地位。因此,该文综述了分子育种概念及其特点,并总结了多种分子育种技术在黄牛育种方面的应用,以期为我国黄牛育种提供参考材料和理论基础。     

现代种业的重大关键技术

现代种业重大关键技术包括:全球种质资源利用、传统育种技术与生命科学的融合与创新。1现代生物技术育种是发展方向1.1分子标记辅助育种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,代表基因型选择,不受环境影响。具有高通量、自动化、灵敏度高和稳定性好等特点。目前,跨国种业公司基于新一代测序技术开发出与作物重要农艺性状、产量和抗病抗逆等数量性状紧密连锁的标记或基因内功能标记,对性状进行鉴定与选择,最大限度地剔     

玉米近等基因系群体的构建及其应用

玉米是我国重要的粮食作物,也是研究植物遗传和功能基因组学的理想材料。近等基因系群体是构建分子遗传图谱、QTL定位和分子辅助育种重要的材料。我国广泛栽培的杂交种先玉335和郑单958在植株形态、果穗性状、籽粒含水量和脱水速率等方面存在差异。以郑单958亲本郑58和昌7-2为材料,分别与先玉335的亲本PH6WC和PH4CV进行杂交、回交和多代自交,构建了含有先玉335亲本背景的近等基因系材料的混合群体,利用玉米55K芯片分析了这些材料的基因型和群体结构。对2016年和2017年在廊坊与三亚的2年4点的表型数据进行了性状差异分析及性状间相关性分析,结果表明这些材料在株型、果穗性状、籽粒含水量等方面存在差异。利用该群体,应用全基因组关联分析准确定位到了控制穗轴颜色的基因。未来可利用该群体结合全基因组关联分析,开展株高、穗位、籽粒脱水速率等数量性状的基因定位、分子标记开发和分子辅助育种等工作,提高育种效率。     

高通量测序技术在林木育种中的应用

林木不仅是重要的可再生资源,为人类提供了衣食住行等最基本的原材料,也是陆地生态系统最重要的组成部分。传统育种方法已在很大程度上促进了林木育种学的发展,但难以满足人类对林木资源需求。新一代的高通量测序技术为这个传统学科带来了技术和方法的革命,这一技术能有效地研究表型和基因型之间的关系,特别是在复杂性状研究中很有优势。利用此技术可以通过新一代遗传作图策略发掘功能基因并对其进行精确定位。综述了国际上林木基因组与遗传育种研究的现状与新发展,并对后基因组时代的林木育种研究的预期成果进行了展望,以为从事该领域研究的科研人员提供参考。     

高通量测序技术在林木育种中的应用

林木不仅是重要的可再生资源,为人类提供了衣食住行等最基本的原材料,也是陆地生态系统最重要的组成部分。传统育种方法已在很大程度上促进了林木育种学的发展,但难以满足人类对林木资源需求。新一代的高通量测序技术为这个传统学科带来了技术和方法的革命,这一技术能有效地研究表型和基因型之间的关系,特别是在复杂性状研究中很有优势。利用此技术可以通过新一代遗传作图策略发掘功能基因并对其进行精确定位。综述了国际上林木基因组与遗传育种研究的现状与新发展,并对后基因组时代的林木育种研究的预期成果进行了展望,以为从事该领域研究的科研人员提供参考。     

基于基因组学的作物种质资源研究:现状与展望

作物种质资源工作涉及面很广,包括种质资源的收集、编目、保护、繁种更新、分发利用与信息系统建立等基础性工作,作物起源、驯化与传播、种质分类、民族植物学与传统知识研究等基础研究,遗传多样性评价、重要性状表型鉴定、种质资源基因型鉴定、基因发掘和种质创新等应用基础研究。经过近百年的努力,种质资源的基础性工作已卓有成效,作物种质资源保护与共享利用体系基本建立。但由于主要基于形态学的传统研究思路和方法存在很多先天不足,种质资源基础研究和应用基础研究一直举步维艰,效率低下。随着分子标记技术和第二代测序技术的快速发展,基因组学理论和方法不断深入到种质资源研究的多个层面,使种质资源保护和创新利用发生了研究思路和方法学上的变革。基因组学研究成果为种质资源的有效收集和保护提供了理论指导,也为阐明作物起源和演化、全面评估种质资源结构多样性提供了核心理论和技术,同时大幅度提高了基因发掘和种质创新效率。特别是全基因组测序、重测序和简化基因组测序技术不断成熟,使在全基因组水平上比较不同种质资源基因组变异成为可能;在此基础上,可阐明农作物起源以及驯化、改良和传播对种质资源形成的影响,明确现有种质资源和野外种质资源群体结构和遗传多样性,提出种质资源异地保存和原生境保护的最佳策略;结合表型鉴定数据,利用连锁分析和关联分析等基因组学方法,可高效发掘种质资源中蕴含的新基因和有利等位基因,提出其利用途径和具体方案,并在种质创新过程中充分利用基因组学研究成果提高创新效率。文章评述了基因组学在种质资源研究中的应用现状,特别是在种质资源基因型鉴定、异地保存和原生境保护、作物起源与进化研究、结构多样性分析、新基因发掘和种质创新等方面的应用情况及其发展趋势。提出了今后的发展方向和工作重点,强调把基因组学理论和方法与作物种质资源研究紧密结合,为种质资源的有效保护和高效利用提供强有力的理论、技术、材料与信息支撑。     

植物表型组学研究进展

基因型、表型和环境三者构成了遗传学研究的铁三角。近年来,随着高通量测序技术的快速发展,基因型的研究更加简单快速。然而由于植物表型本身的复杂性以及动态变化的特性,表型研究严重滞后于基因型研究。为了充分挖掘基因组、转录组、蛋白质组等各种组学的信息以提高动植物育种效率,加快高通量、高分辨率表型组学研究具有重要意义。分析和概括了植物表型组学的概念和研究意义,对目前的表型组学的研究现状、具体的研究技术与重要的研究公司进行阐述,并对表型组学的发展进行了展望。表型组学作为一个与表型鉴定相关的研究领域,是联系生物体基因型和表型的桥梁。大力推动表型组学发展,整合有效资源,建立相关的研究设施和平台对推动我国分子育种和加速挖掘我国种质资源至关重要,这有助于推动我国动植物育种和农业的跨越式发展。     

山东省农业科学院生物技术研究中心作物基因组学与分子育种团队

<正>山东省农业科学院生物技术研究中心作物基因组学与分子育种团队始终坚持"三个面向",围绕山东省农业发展需求,开展科技创新研究,主要研究方向包括:花生等作物生长发育、抗病、品质等重要农艺性状形成的分子机理解析,为作物遗传改良提供理论和技术支撑;通过大规模突变体创建、野生近缘种杂交等方法,拓宽栽培花生遗传基础,创新花生优质、抗病种质;开发与重要农艺性状连锁的分子标记,建立花生分子育种技术体系,培育高产、优质、抗病、特色花生新品种。近年来,先后承担国家"863"、"973"前期研究专项、国际合作重大     

基于高通量测序的动物基因组研究进展

动物基因组学研究是进行动物遗传资源保护和利用以及分子育种的一项重要基础工作,高通量测序技术的出现为动物基因组学研究带来了革命性飞跃。文章对基于高通量测序技术的动物基因组从头测序、重测序、简化基因组测序等基因组学研究进行了综述,总结了相关的生物信息分析内容,并对不同分析工具及方法进行了比较分析。最后,讨论了当前高通量测序技术存在的问题,对该技术未来发展方向进行了展望。     

葫芦科作物基因组学研究进展

葫芦科拥有许多常见的蔬菜和瓜果,在农业生产和人民生活中占有举足轻重的地位。高质量参考基因组是重要农艺性状相关基因挖掘、种质资源精准鉴评及分子设计育种体系建立及应用的重要前提。随着测序技术的快速发展,陆续建立了Sanger、Roche 454、Illumina、PacBio等测序平台,测序成本不断降低,不同物种的基因组测序工作陆续完成。黄瓜是葫芦科作物研究的模式作物,是第一个完成基因组测序的蔬菜作物。随后,包括西瓜、甜瓜、南瓜和冬瓜等在内的葫芦科作物逐步完成了全基因组测序,显著提升了葫芦科作物的基因组学、系统进化和分子生物学研究水平。本文综述了葫芦科主要作物在全基因组测序方面取得的一系列重要进展,全基因组测序工作在葫芦科作物起源与进化、重要农艺性状相关基因挖掘等方面的实际应用情况,并对葫芦科作物端粒到端粒（T2T）基因组和泛基因组的构建进行了展望。     

花生抗病基因的研究进展

花生病害严重影响其产量和品质,抗病品种的应用是病害防治最有效的方法。为了准确有效地鉴定和利用花生抗性资源,需要运用基因技术手段来加快花生抗病品种的育成,本文介绍了花生叶斑病、黄曲霉病以及青枯病等主要病害的基因研究概况,其次归纳和总结了花生病害抗性相关分子标记的研究进展,并提出了今后基因技术和分子标记辅助育种的研究方向,最后对多种抗病基因聚合育种进行了展望。     

药用植物基因组学研究进展

药用植物代表了最古老的药物形式,在许多国家的传统医学中使用数千年.药用植物是重要的自然资源,发展中国家高达80％的人口主要依赖植物来源的药物,全世界对草药的需求正在逐年递增,预计到2050年将达到5万亿美元,药用植物及其衍生物的大规模生产是不可避免的发展趋势.现代测序技术的飞速发展促进了药用植物基因组学的研究,基于基因组学的跨学科研究以及DNA和RNA、代谢组学和蛋白质组学的高通量数据分析,药用植物在代谢途径/酶、代谢物、基因、基因网络和蛋白质-蛋白质相互作用等研究领域取得突破.结合本团队相关研究工作对药用植物基因组学的最新研究进展进行综述,涉及利用结构基因组学和功能基因组学揭示各种药用植物的基因组序列信息、物种间进化、分子化合物动态变化以及药用成分合成等方面,这些数据为重要药材资源的分子辅助育种、基因组编辑以及对活性化合物化学多样性分子机制的理解提供了重要的理论基础.许多药材的植物化学成分和潜在的健康益处尚未得到研究或仍需要更深入地研究,药用植物的未来充满未知、希望,甚至惊喜.鉴于物种的多样性、环境因素的复杂性以及药用植物的全球分布,结合基因组学加强研究工作以开发新的和改良的药用植物品种势在必行.     

分子编写育种——动物育种的发展方向

随着基因组学、基因组编辑技术的迅速发展以及显微注射技术、体细胞克隆技术的广泛应用,一套新型的育种策略和方法已经逐渐形成。这一套新型育种策略和方法可以称为分子编写育种（breeding by molecular writing, BMW）。该方法可以高效创制新的遗传标记并对其进行快速验证,也可以对基因组进行精确到分子水平的编写并定向培养新品种,不仅能打破生殖隔离,跨物种的引入新的性状,更可以对物种内个体间基因组进行精确到单个碱基的插入、删除和替换。如外源基因的精确整合,内源基因的精确删除、替换,SNP位点的复制、删除或替换等。该技术的优点是：可以在极大的降低非预期效应的同时,快速高效的将多种有益性状聚合到同一品种内。分子编写可进行以下四方面工作：（1）新型育种标记的创制及验证;（2）跨物种分子编写;（3）基因组中碱基序列的删除;（4）物种内分子编写。该育种技术可以不通过有性杂交,只引入一个或几个目标基因或SNP,快速获得目标性状突出的遗传稳定新种质,然后结合常规育种方法育成新品种。该方法将实现真正的个体和群体水平的基因（或分子）杂交育种,获得分子杂种优势,能够高效的解决长久以来困扰育种工作的诸多难题,大大提高育种效率,尤其在畜禽育种中具有重要应用前景,将会是未来育种的发展方向。文章详细论述了分子编写育种技术的基本概念、研究手段、研究内容、研究现状并展望了该技术的应用前景,为动物育种、畜禽繁殖等领域的研究及从业人员提供了参考。     

水产动物基因资源和分子育种的研究与应用

基因组测序技术及各种组学技术的革命性进步,促进了基因资源发掘和分子育种技术的跨跃式发展。随着越来越多的水产动物基因组项目相继启动,水产动物基因资源和分子育种研发也随之进入快车道,为实现水产资源深度发掘利用和经济动物的批量快速育种奠定了重要的组学基础。我国在水产养殖动物基因组研究方面处于国际领先地位,但基因资源的利用及分子育种技术的研发仍存在巨大挑战。本文分析了农业领域分子育种及基因资源研究的国内外形势,展望了我国水产动物领域面临的机遇和挑战,并提出了一些具体建议以供参考。     

针叶树基因组资源及其在遗传育种中的作用

针叶树遗传改良已经进行了半个多世纪,但由于基因组巨大、杂合度高和世代周期长等特点,针叶树基因组资源开发滞后于作物和阔叶树种,这直接导致了基因组辅助育种工具的缺乏,进而阻碍了林木遗传改良的进程。回顾了近年来针叶树基因组研究进展,重点阐述了分子标记和转录本在针叶树遗传育种领域中的重要作用。新一代测序技术的出现将使针叶树基因组资源研究进入一个重要和多产的时期．针叶树基因组资源在林木育种的作用也将越来越受到关注。参115     

基因组编辑技术及其安全管理

基因组编辑技术利用核酸酶对生物体内的DNA双链进行断裂,并以非同源末端连接或同源重组的方式对基因组DNA特定位点进行突变、缺失或者基因的插入与替换。锌指核酸酶、转录激活因子样效应物核酸酶、成簇规律间隔短回文重复序列是目前基因组编辑技术应用中的3种关键核酸酶。基因组编辑技术已在植物基因功能、育种等领域广泛应用,特别是基于成簇规律间隔短回文重复序列的基因编辑技术CRISPR-Cas9。具有优良性状的基因组编辑大豆、玉米等产品已逐步从实验室走向田间,基因组编辑作物展现了较传统转基因作物更为优越的应用前景。本文简要概述了主要使用的3种基因组编辑技术及其原理。对这些技术的优缺点进行了分析,并依据物种分类梳理了利用上述3种技术在动物、植物中突变体建立、基因功能研究、分子育种等方面的研究进展。同时,针对基因编辑产物的产业化应用前景,讨论了基因编辑技术及其产品较传统转基因技术产品的优势,分析了基因编辑技术及其产品可能因脱靶效应而引发的生物安全风险,介绍了美国、欧盟等国家对基因编辑技术及其产品安全管理和商业化应用的政策。文章结合中国现行法规对转基因生物的定义及安全评价(实质等同、个案分析)原则,讨论了基因编辑技术及其产品的安全管理,初步提出了基于传统转基因生物安全评价框架的基因编辑产品的安全评价和管理思路。针对基因编辑产品需要按照个案原则进行评价和管理,安全评价重点开展分子特征及食用安全评价;同时需要针对基因编辑技术的特点建立更加有效、特异的检测新方法,实现对基因编辑产品的有效监测,以促进基因组编辑产品的商业化应用。     

动物遗传育种学科百年发展历程与研究前沿

经过上万年的野生物种驯化、自然选择和人工选择,世界各国逐渐形成了现有的家养动物品种。伴随着遗传学理论的发现和逐步完善,动物常规育种技术从一般的表型选择发展到利用BLUP方法进行育种值估计,在近五十年为畜禽遗传改良做出了巨大贡献。20世纪80年代,各种分子遗传标记的逐步问世和现代生物技术的迅速发展为动物遗传育种工作的研究和改良提供了新的途径和方法。DNA、RNA、蛋白质等各种组学信息的整合研究,不但为动物重要经济性状功能基因挖掘、分子遗传机制解析带来新的契机,并且使得动物育种从传统育种时代真正迈入分子育种时代。近年来,世界动物育种工作在分子数量遗传学、功能基因组学、分子育种技术等方面都取得了显著进展。