玉米分子育种研究进展

玉米我国最重要的禾谷类作物之一。尽管传统育种技术在作物遗传改良方面取得了显著成就,但已不能满足当前玉米生产对优良品种的需求。随着生物技术的发展,分子育种已经成为玉米育种的重要研究方向。本文扼要总结了分子育种学形成的背景;分子育种的主要研究内容;转基因玉米的主要种类;分子标记的主要类型。综述了国内外玉米产量、农艺、品质、生物和非生物抗性等性状QTL定位的有关结果,及其在育种中的应用;简介了关联分析和功能分子标记的概念,基于比较基因组学和生物信息开发分子标记的策略。     

特用玉米分子育种研究进展与展望

特用玉米是一类对于营养品质、质地、风味等有特殊要求的玉米类型,品质性状是特用玉米育种的重要目标。目前许多特用玉米重要的品质性状基因已被定位与克隆,利用分子育种方法加速特用玉米品质改良已经成为可能。特用玉米主要包括甜玉米、糯玉米、高淀粉玉米、高蛋白玉米、高油玉米和爆裂玉米等类型。研究证实控制前三类玉米品质性状的基因均与玉米胚乳淀粉合成途径的酶相关,由于基因序列发生插入、缺失、重组及单核苷酸变异等不同类型的突变引起淀粉合成途径的酶失去或降低活性,导致胚乳中糖与淀粉的组分与含量改变,从而形成不同类型的特用玉米品质性状。特用玉米品质性状重要基因包括甜质基因sh2、bt1、bt2、su1、ae1,淀粉合成调控基因se1与wx1,高蛋白基因o2等。基因序列遗传变异分析发现,sh2、bt2、su1、ae1、wx1、o2等基因存在多种自然突变类型,且不同的突变类型间可能存在较大的基因序列结构差异。针对这些重要基因的功能标记已被开发与利用,转基因与基因编辑技术的高效特性也得到了验证。爆裂玉米Ga1-S基因具有单向杂交不亲和特性,能够有效阻止外源花粉污染。培育带有Ga1-S基因的甜玉米、糯玉米、高淀粉玉米...     

甘蓝类蔬菜分子育种研究进展

甘蓝类蔬菜是中国蔬菜的重要组成部分,常规育种技术是制约甘蓝类蔬菜在产量和品质等方面的遗传改良的重要瓶颈。分子育种是提高育种效率的有效策略。为促进甘蓝类蔬菜分子育种改良,结合国内外研究进展,从高质量基因组和数据库、目标性状基因定位与克隆、分子标记辅助育种、基因编辑等方面探讨了分子育种在甘蓝类蔬菜育种实践上的应用。指出了解析控制重要农艺性状基因的调控网络是大规模种质创新的核心和关键点。认为基因编辑技术可加速推动甘蓝类蔬菜分子育种进程。最后对加强甘蓝类蔬菜分子育种的策略进行了展望,为其分子育种的深入研究提供理论依据。     

分子标记在玉米抗旱育种中的应用

分子标记的应用将为加快抗旱性玉米育种选育提供有力的技术支撑.本文综述了近年来分子标记技术在玉米抗旱育种中的应用,重点介绍了玉米主要性状的QTL定位,以及构建玉米遗传图谱程度.     

玉米分子标记辅助育种及标记开发研究进展

为了充分挖掘和利用分子标记辅助育种在玉米中的应用潜力,分析了影响标记辅助育种效率的诸多因素,总结了可用于育种实践的标记开发方法,阐述了其在玉米品质和抗性育种中的应用现状,并列举了一些可用于辅助分析的工具软件。最后对玉米标记辅助育种现存问题进行了深入解析,提出我国应大力开展玉米重要农艺性状的基因定位研究,并拓展分子标记辅助育种的应用范畴。     

SNP分子标记在玉米非生物逆境抗性上的研究进展

玉米是我国第一大粮食作物,干旱、低温、洪涝等非生物逆境的频繁发生严重影响玉米的产量。玉米非生物逆境抗性多为复杂数量性状,传统的抗逆育种研究进展缓慢。单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)分子标记因具有多态性丰富、一致性好、成本低、通量高等诸多优点而得到广泛应用。论述了SNP分子标记在玉米非生物逆境抗性上的研究进展,以期为玉米分子标记辅助选择育种奠定基础。     

分子标记技术在大豆遗传育种中的应用

大豆是世界上重要的经济与粮食作物,大豆研究一直受到人们的广泛关注,但与玉米、水稻等作物相比,其研究进展十分缓慢。20世纪80年代末,DNA分子标记技术的出现,大大提高了遗传育种效率。本文从大豆遗传图谱的构建、遗传多样性研究、数量性状基因分析、分子标记辅助育种等四个方面概述了分子标记技术在大豆遗传育种中的应用情况。     

肉牛分子育种研究进展与展望

分子育种是家畜品种改良的一门新兴学科,其在牛的肉质性状和生长发育等研究中起到了一定的促进作用。概述了与肉牛相关的分子标记与分子育种的最新研究成就,重点介绍了肉牛生长及与生产性状相关的研究进展,包括肉牛候选的分子标记、全基因组选择,生产性能有关的微卫星标记,非编码RNA作为分子育种新标记以及通过转基因技术来改良肉牛重要生产性状等内容。     

玉米育种中分子标记的研究进展与应用

分子标记技术的开发利用使玉米育种家有可能直接根据基因型而不是表现型进行选择,在玉米育种工作中起着越来越重要的作用。综述了玉米育种中主要的分子标记和近年来分子标记技术在玉米遗传图谱构建、目标基因的标记与定位、遗传多样性研究、品种真实性鉴定、杂种优势预测以及分子标记辅助选择中的应用。     

分子标记辅助选择技术在水稻育种中应用的研究进展

随着分子生物学与生物化学以及生物技术的迅速发展,分子标记辅助选择技术为水稻的育种、改良提供了新途径,重视分子标记辅助选择技术在水稻育种和改良中的应用研究具有重要的社会实践意义。本文概述了分子标记辅助选择技术的原理、策略．并着重介绍了该技术近年来在水稻育种中的应用现状,包括质量性状改良、数量性状改良、基因聚合、基因渗入和回交育种等方面的应用现状,同时初步探讨了该技术存在的问题以及发展前景和展望。     

近5年马铃薯基因组及重要性状基因研究进展

马铃薯是保障我国粮食安全的重要补充。高质量的参考基因组和重要性状形成基因是分子育种工作的两个核心要素。相对于水稻、小麦、玉米等作物分子育种的迅猛发展,马铃薯还处于常规育种向分子育种的转型阶段,尤其需要构建高质量参考基因组,挖掘并充分利用重要性状调控基因在辅助育种中的作用。简要总结了近5年上述两方面的国内外研究现状和重要成果,简要分析了我国马铃薯分子育种面临的瓶颈问题,以期为马铃薯遗传育种等研究提供参考。     

2009年大豆分子标记及辅助选择育种研究进展

DNA分子标记技术、QTL定位和分子辅助选择育种的应用对优质多抗大豆品种的快速选育具有十分重要的意义。诸多重要的性状包括大豆形态性状、产量性状、品质性状、生态性状、抗生物及非生物胁迫性状等的相关QTL研究和利用在国内外均有报道。随着功能基因组学的发展和实验技术手段的进步,分子标记和QTL研究向基于基因组功能区段的新型分子标记以及QTL的精细定位研究转移已成为发展方向。目前,国外相关研究已经取得了显著成效。我国现阶段偏重于利用随机分子标记进行QTL研究,对于先进的技术手段还在起步或摸索阶段,与真正实现高效的分子辅助选择育种的目标还有一定距离。文章就2009年国内外大豆分子标记技术、分子标记辅助育种技术及应用的发展动态做一综述。     

opaque-2基因对爆裂玉米籽粒性状、品质和膨爆特性的影响

采用分子标记辅助选择技术将opaque-2(o2)基因导入到2个爆裂玉米自交系中,分析了o2基因对爆裂玉米籽粒性状、品质及膨爆特性的影响。结果表明,利用分子标记辅助选择可以高效地将o2基因导入到爆裂玉米自交系;在BC3F2群体中o2爆裂玉米籽粒的粗蛋白含量比野生型降低0.34%~3.97%,百粒膨化体积比野生型减少17.50~96.50 m L;爆花率比野生型降低25.00%~98.00%;膨化倍数比野生型减少1.50~10.24 m L/g;而o2基因对爆裂玉米其他性状影响较小。因此,o2基因对爆裂玉米籽粒的粗蛋白含量和膨爆特性影响较大。     

生物技术在玉米遗传育种中的应用

简要概述了生物技术育种的基本情况,目前转基因技术和分子标记技术在玉米育种中使用较为广泛.基因工程发展迅速,逐渐被应用于玉米抗性育种、品质育种等方面,并且成效显著;此外利用转基因技术也成功培育出一批抗除草剂、抗病、抗虫、耐盐、耐旱等多种优良性状的玉米种质;分子标记在玉米育种中应用较为广泛,主要应用于种子纯度鉴定、遗传连锁图构建、基因定位、辅助选择、杂种优势预测、遗传多样性分析、杂种优势群划分等方面,并显示出独特的优越性;最后展望了生物技术在玉米遗传育种中的应用前景,认为它必将成为生命科学的一种简便、快捷、高效的育种手段.     

干旱条件下玉米耐旱相关性状的QTL一致性图谱构建

 发掘玉米耐旱基因及其连锁分子标记是构建耐旱分子育种技术的重要基础。通过生物信息学手段整理玉米基因组数据库中已有耐旱相关性状的QTL信息,借助高密度玉米分子标记连锁图谱IBM和临近分子标记,建立耐旱相关性状的QTL一致性图谱,进而发掘通用QTL。研究显示,在干旱条件下于10个定位群体中共发现与9个玉米农艺及生理性状有关的181个QTL,建立了全长3582.1cM的耐旱相关性状的QTL一致性图谱,发掘出15个"通用耐旱QTL"及其连锁标记。研究结果为确定玉米耐旱基因位点和建立分子标记辅助育种技术创造了条件。     

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。     

中国水稻分子育种现状与展望

转基因育种和分子标记辅助选择育种是分子育种的主要内容,本文从产量、适应性、品质、抗性和杂种优势利用方面阐述了水稻分子育种的生物学基础,以及开展分子育种以来所取得的一些重要成就;随着水稻基因组测序和重要农艺性状基因的精细定位和图位克隆,转基因技术的日渐完善,生物信息学的快速发展,模拟育种软件的开发等,使分子设计育种逐渐成为水稻育种的手段。     

爆裂玉米性状相关分析与高产育种

本文应用1991年127个爆裂玉米自交系的田间试验结果,分析了16个主要农艺性状之间的相关关系及其对吉林省爆裂玉米育种的指导意义。结果表明,在诸多农艺性状中,单株穗数、秃尖度、穗粒重和穗长对爆裂玉米单株产量的形成起着至关重要的决定性作用。在吉林省生态条件下,选育高产爆裂玉米自交系、品种或杂文种的理想株型是多穗、秃尖少、单穗粒重高和果穗长。此外,爆粒率和膨胀倍数等品质特性与产量之间相关不显著,可单独进行改良。选育早熟品种不至于造成产量的降低。     

分子标记技术在林木遗传育种中的应用进展

分子标记技术是研究植物遗传的一种重要手段,特别是在林木遗传育种的研究过程中,分子标记技术能够有效缩短育种周期,提高育种效益。本文从遗传结构及多样性、遗传连锁图谱构建、数量性状位点定位、分子标记辅助育种几个方面综述了该技术在林木遗传育种领域的研究现状,并对其发展趋势进行了展望。     

玉米遗传多样性与杂种优势群研究

杂种优势群划分是玉米育种研究的重要内容.通过分析玉米种质的遗传多样性可以划分杂种优势群,并在结合育种实践的基础上构建杂种优势模式.分子标记技术已成为分析遗传多样性的重要工具.对不同分子标记系统的比较分析表明,SSR标记最适合玉米种质的遗传多样性分析.系谱分析方法、数量遗传学方法和分子标记技术是分析玉米杂种优势群的常用方法.利用分子标记技术并结合双列杂交和NC-Ⅱ方法对中国玉米种质进行了系统研究.当前玉米育种主要使用3个杂种优势群(DOM,Reid,Lancaster)或5个亚群(四平头,旅大红骨,BSSS,PA,Lancaster).