浅析分子育种技术与小麦常规育种的有效结合

小麦分子育种主要包括转基因育种、分子标记辅助选择育种和分子设计育种,核心仍然是常规育种手段和方法。分子生物学研究方法及其技术的应用,可以对育种过程中的各种因素进行模拟筛选和优化,提出最佳的亲本选配和后代选择策略,从而大幅度提高育种效率。分子育种技术的蓬勃发展,为小麦常规遗传育种开辟了新天地,分子育种将现代生物技术手段整合到常规遗传育种方法中,结合表现型和基因型筛选,设计培育优良新品种。     

小麦育种中杂交亲本选配的组合表现指数法

 本文探讨结合遗传差异和育种目标进行小麦育种亲本选配的问题。提出了亲本选配的组合表现指数法：CP1=D#+2/SSD，CP1（Cross Performance lndex）即组合表现指数，D#+2为亲本间遗传距离，SSD为由这些亲本杂交产生的后代性状群体平均值与相应的育种目标值的加权离差平方和。CPl大的组合优于CP1小的组合。作者还提出了一种计算复交组合亲本间遗传距离的方法。     

显性单基因核不育材料在彩棉育种上的应用初报

利用棉花显性单基因核不育材料的遗传特性,进行有目的、有计划的轮回选育,通过多亲本、多基因的充分杂交,增加基因互换、重组和累加的机会,提高后代群体中优良基因重组的频率和变异范围,再施加一定的选择力度和手段,可提高对杂交后代的选择效果,达到现代彩棉育种的目标。     

甘薯数量性状遗传距离测定及其在育种上的应用

在以往的甘薯育种中一般仅根据表现型来选配亲本,但这带有一定的盲目性.本文应用多元回归这一数学方法来测定与产量、品质有关的数量性状的遗传差异作为亲本选配的综合指标.通过聚类分析,将供试亲本聚为八大类,不同类群间的亲本遗传差异大,其后代变异幅度也大.因此,选配亲本进行杂交时应在不同类群间进行.经过测定,初步筛选出25个综合性状较好的亲本供选配亲本时参考.     

利用遗传标记基因分析蛋鸡5个亲本的遗传差异

本文根据血浆蛋白质多态和血型抗原标记基因分析，对５个亲本的杂交组合提供选配信息，预测杂交优势。血浆蛋白质多态５个位点、１２个等位基因，血型用平板凝集方法测定４个位点、１４个等位基因。对所得数据进行群体遗传分析。结果表明，杂交组合的实际结果与利用遗传标记基因对亲本测定提供的选配信息大体吻合。     

标记辅助改良热带粳稻利用水稻亚种间杂种优势

培育亚种间杂交水稻品种是开发水稻产量潜力的一个重要研究内容。本研究通过复合杂交结合分子标记辅助选择(MAS)培育出新型的籼稻基因渗入热带粳稻品系。这些基因渗入系表现出良好的农艺性状，经RAPD标记检测，遗传上更相似于热带粳稻，大部分品系具有广亲和特性。进一步用SSR和SSR-RAPD分子标记分析这些籼稻渗入系热带粳稻与3个温敏核雄性不育系间的遗传差异性，利用具有较大的分子标记多态性的组合亲本配制杂交稻种子，鉴定获得了多个具有强杂种优势的组合。结果表明，MAS是亚种问杂交水稻育种中辅助选择杂交亲本、鉴定广亲和位点、育种品系的遗传多样性和遗传距离分析和杂交稻组合选配的有效技术手段。     

野生稻种质在水稻高产育种上的应用研究进展

野生稻种质拥有许多优良的性状和基因,与栽培稻的亲缘关系最近,是栽培稻遗传改良的重要候选资源.文章通过综述野生稻种质在常规稻、三系杂交稻、两系杂交稻上的应用研究进展,并结合生产实践对水稻高产育种方向提出了建议:在科研体制上应加强顶层设计,允许实施一定数量的中长期育种项目,为培育重大品种创造环境;对于普通野生稻的利用,宜选择具有所需优异性状的栽培稻作亲本进行回交、复交或选择不同野栽杂交后代中的优良株系进行兄妹交,使各亲本的优良基因结合于同一栽培品种上;通过胚拯救、转基因、花粉管导入或穗茎注射野生稻DNA、MAS等方法相结合、构建野生稻外源种质渗入的近等基因系和染色体片段替换系等生物技术手段,充分利用其优异性状;利用骨干亲本材料与野生稻种质资源构建遗传材料进行基础理论研究,同时利用MAS技术在骨干亲本材料中进行高产QTL遗传效应验证,从而促进遗传育种科研项目在实践中推广应用.     

马铃薯常规育种技术

总结马铃薯常规育种技术,包括亲本选配、杂交圃准备、制种、实生种子栽培管理、实生苗后代的选择与培养等方面内容,以期为马铃薯常规育种提供参考。     

鲜食葡萄果实质地遗传分析

探索分析葡萄果实质地的遗传趋势，为葡萄育种过程中的亲本选择选配以及杂交后代果实质地预测提供理论依据。本试验以脆肉型品种红地球为母本，软肉品种玫瑰香、金星无核为父本配置杂交组合，测定和分析葡萄亲本及其杂交后代果实果皮硬度(PPH)、果皮破裂距离(PB)、果肉硬度(SF),并进行遗传分析。结果表明，2个杂交组合后代葡萄果实果皮硬度、果皮破裂距离、果肉硬度均表现出连续变异，属于多基因控制的数量性状，其中果皮硬度和果肉硬度子代均值小于亲中值，呈现向小回归的趋势，加性效应解体，但由于新的累加效应，后代也出现超高亲株系。葡萄果实质地是属于多基因控制的数量性状，广义遗传力较高，主要受遗传因素影响。     

关于早熟大豆育种亲本选配问题

在确立早熟大豆育种目标时,必须充分考虑推广地区的生态和自然因素,同时兼顾其他农艺性状。在早熟大豆育种的亲本选配上,应选择双亲生育日数差值小、花期短、鼓粒快、株体繁茂、耐低温的早熟种质资源作为杂交亲本;在杂交亲本组配方式上,以早熟、丰产、抗病品种间杂交为最佳组合方式;大豆生育期性状属于简单的数量性状,以基因累加效应为主,通过有性杂交获得早熟性基因累加的超亲遗传后代,进而创造出更早熟的杂交后代材料。     

Simulation Modeling in Plant Breeding： Principles and Applications

Conventional plant breeding largely depends on phenotypic selection and breeder＇s experience, therefore the breeding efficiency is low and the predictions are inaccurate. Along with the fast development in molecular biology and biotechnology, a large amount of biological data is available for genetic studies of important breeding traits in plants, which in turn allows the conduction of genotypic selection in the breeding process. However, gene information has not been effectively used in crop improvement because of the lack of appropriate tools. The simulation approach can utilize the vast and diverse genetic information, predict the cross performance, and compare different selection methods. Thus, the best performing crosses and effective breeding strategies can be identified. QuLine is a computer tool capable of defining a range, from simple to complex genetic models, and simulating breeding processes for developing final advanced lines. On the basis of the results from simulation experiments, breeders can optimize their breeding methodology and greatly improve the breeding efficiency. In this article, the underlying principles of simulation modeling in crop enhancement is initially introduced, following which several applications of QuLine are summarized, by comparing the different selection strategies, the precision parental selection, using known gene information, and the design approach in breeding. Breeding simulation allows the definition of complicated genetic models consisting of multiple alleles, pleiotropy, epistasis, and genes, by environment interaction, and provides a useful tool for breeders, to efficiently use the wide spectrum of genetic data and information available.     

RFLP标记技术在植物育种中的应用

ＲＦＬＰ是一种新的ＤＮＡ水平的遗传标记。ＲＦＬＰ标记技术可用于：构建植物的遗传连锁图;进行重要经济性状的遗传分析和改良;缩短回交育种进程;利用外源种质;研究植物的亲缘关系;辅助主要基因的分离、克隆;显著提高育种过程中的选择效率。     

大数据背景下的信息化育种

信息化是育种的主流趋势和必然选择。为促进作物育种信息化建设,从种质资源管理、数据采集、系谱分析、试验设计、参试进程管理、遗传解析和生理学解析、品种产业化推广等方面探讨了大数据背景下信息化在育种中的应用。指出了信息化育种实施步骤和要点,以河南省新乡市农业科学院为例,规划了软件应用、科研管理、人才培养、硬件更新、信息共享等实施信息化育种的重点步骤。认为信息化育种存在的主要问题有不被育种家广泛接受、技术有待完善和数据共享存在障碍等3个方面,并展望了其应用前景。     

数码育种新概念

根据十几年的育种实践,将作物育种发展的阶段划分为测量育种、模糊育种和数码育种三个阶段。首次提出了数码育种概念,即用不同的数位来代表作物的生物学性状,数位上的数字代表该性状的量。育种者根据要调查的性状及该性状的分级标准,制定一个统一的编码程序,然后对所有的育种材料进行编码,所有的育种材料就都有了自己的身份证。只要看到某一材料的身份证,便可知其所有的遗传性状。利用计算机数据管理系统,对育种材料进行科学管理,分析其遗传规律,科学选配组合,资源信息交流共享,从而使育种工作有明确的目标、清晰的路线、快捷的路径、准确的选择、高效的运作。     

基因组选择在奶牛育种中的革命性突破(综述)

基因组选择(Genomic Selection)方法最近已经在奶牛育种中获得革命性突破。美国农业部和加拿大奶牛网络的最新研究发现,基因组育种值和传统育种值合并后对后备公母牛的育种值的可靠性(准确度)平均增加幅度最大(23%),相当于后裔测定11头女儿的可靠性。基因组选择可以允许育种者提前选择那些获得优越染色体片段的种畜,因此可加快和提高遗传改良的速度和效率,降低后裔测定的成本,甚至最终取代整个后裔测定方法。从2009年起,美国和加拿大将在官方颁布的奶牛育种值中合并基因组育种值和传统育种值。及时采用这一新方法,对我国奶牛业的遗传改良发展速度尤其至关重要。     

Genetic study and molecular breeding for high phosphorus use efficiency in maize

Phosphorus is the second most important macronutrient after nitrogen and it has many vital functions in the life of plants. Most soils have a low available P content, which has become a key limiting factor for increasing crop production. Also, low P use efficiency (PUE) of crops in conjunction with excessive application of P fertilizers has resulted in serious environmental problems. Thus, dissecting the genetic architecture of crop PUE, mining related quantitative trait loci (QTL) and using molecular breeding methods to improve high PUE germplasm are of great significance and serve as an efficient approach for the development of sustainable agriculture. In this review, molecular and phenotypic characteristics of maize inbred lines with high PUE, related QTL and genes as well as low-P responses are summarized. Based on this, a breeding strategy applying genomic selection as the core, and integrating the existing genetic information and molecular breeding techniques is proposed for breeding high PUE maize inbred lines and hybrids.     

论作物育种的科学与艺术

从传统育种(优选法)→常规育种(杂交)→现代育种(基因工程、分子育种)。育种是从一门有艺术的科学,发展成了是一门有科学的艺术。如今育种的科学性比艺术性更加重要。育种学是一门高度抽象和系统综合的哲学,有一定创新理论指导和需要精湛艺术的科学。育种学家必须是一个多面手,要善于发现和利用关键的基因及创造新的基因型,亲本选配和后代选育是关键艺术。育种学是环境学中的优生学,是生态学中的经济学。作物育种应该遵循以下8大原则:克服高产限制因子原则,高产原则,稳产原则,适应性广原则,自然资源高效利用原则,满足社会需求原则,生态选择适应原则,演变进化创新原则。育种学需要不断创新和发展。应该重视各种育种技术的相互结合和合理利用,发展和提高育种的科学和艺术水平,同时提高育种效率,选育出更多的优良品种。     

作物模拟与QTL定位的互补作用及其应用

 作物模型正日益用于设计不同环境中的理想株型育种。DNA分子标记可把复杂的数量性状分解成若干个数量性状位点（quantitative trait loci,QTL）的效应,并将QTL转入到栽培品系中去。作物模拟与QTL定位相结合,QTL将去除若干所测定模型输入参数的随机误差。这种基于QTL效应的作物模型,将弥补常规模型忽视其输入性状遗传效应的缺点,并能更准确地预测遗传群体中各个体间的产量差异。另一方面,作物模型能成为解释"基因型与环境互作"的有力工具,也将弥补QTL定位不能将一个环境条件试验分析结果外推到另一环境条件。基于上述分析,提出了一个将标记辅助育种与以模型为基础的理想株型育种的综合方法。     

中国小麦产业发展与科技进步

文章总结分析了新中国成立以来中国小麦生产发展和品种选育与栽培技术研究的历史进程。小麦生产发展分为4个阶段,即1949—1957年恢复性增长、1958—1978年稳定增长、1979—1999年单产快速增长和2000—2016年产量质量同步提升。简要介绍了1949年前的育种起步历史,1950年以后小麦育种取得了巨大进展,经历了抗病稳产早熟、矮化抗倒高产和高产优质高效3个阶段,矮秆基因和1B/1R易位系利用与株型改良起到关键作用,育成了碧蚂1号、泰山4号、扬麦158、豫麦21、济麦22等突破性品种,主产麦区经历了8~9次品种更新换代。黄淮麦区的矮秆高产育种和长江中下游麦区的抗赤霉病育种在国际上产生重要影响。概括了种质资源、远缘杂交、矮败小麦、品质改良、兼抗型成株抗性育种、基因组学等领域的新进展。小麦栽培研究经历了4个阶段,20世纪50年代以合理密植为核心,20世纪六七十年代重点研究不同麦区小麦生长发育规律与高产栽培历程,20世纪80年代提出了各主要麦区栽培技术模式包括精播高产、节水高产等技术,20世纪90年代以优质和信息技术应用为主。未来产业发展面临提升质量、降低成本和保护环境三大挑战,气候变化、病害加重、缺乏优质高效抗病品种制约生产发展,建议加强优质抗病高效品种选育与新技术应用研究,实现栽培研究与植保、土肥、农机等有机结合,以全面提高小麦产业的竞争力。     

现代生物技术在木薯育种中的应用

木薯是世界上重要粮食作物和经济作物,其遗传改良日益受重视。现代生物技术在培育优良木薯品种方面具有时间短、效率高等优势。本文介绍了近年来诱变育种、分子标记辅助选择育种、转基因工程等现代生物技术在木薯育种中的研究与利用概况,为利用现代生物技术加快获得具有产量高、抗逆性强、品质高等优良特性的木薯新品种提供参考。